Презентація на тему «Мутації» (варіант 4)

МУТАЦІЇ
Презентація з біології
учня 11-Б
СЗСШ №1 м.Чернігова
Афанасьєва Ярослава

Слово мутація походить від латинського mutatio - зміна.
Терміном мутація називають винекненні природно або викликані штучно, зміни спадкових властивостей організму в результаті перебудов і порушень в генетичному матеріалі організму - хромосомах і генах.
Мутації були відкриті де Фрізом в 1900 р., спостерігаючи за мінливістю енотери (Oenothera).
Мутаіція

Мутації можуть відбуватися як в організмі людини так і тварини. Мутації, що відбуваються в організмі людини і тварини можуть бути схожими зовні і з різними причинами виникнення. Розглянемо простий приклад:

Канадські сфінкси
з'явилася вперше
в Канаді в 1960-і роки в
результаті мутації звичайної
кішки. Канадські вчені
стверджують, що мутація
відбулася в результаті
випадкової мутації гена який
відповідає за ріст волосяного
покриву, в
ДНК простої кішки.

Американські дослідники
виявили, що причиною
«дитячої старості» або прогерії
Хатчінсона-Гілфорда є лише
одиночна мутація. Причиною хвороби
є точкова мутація - при цьому в
молекулі ДНК змінений лише один
нуклеотид. Хвороба не є спадковою
і виникає заново у кожного хворого.

У двох розглянутих випадках
зовнішні ознаки були дуже схожі але
причини і наслідки зовсім різні ...

Мутагени - речовини, які можуть викликати мутації.
За походженням мутагени можна розділити на ендогенні, що утворюються в процесі життєдіяльності організму, і екзогенні - всі інші фактори, в тому числі і умови навколишнього середовища.
Відомі мутагени 3-х видів:
фізичні (рентгенівські й гамма промені, ультрафіолетове випромінювання,тиск, електромагнітне випромінювання і т.д.);  
хімічні (цитостатики, феноли, спирти, солі важких металів тощо);   
біологічні (віруси і бактерії).
Мутагени

Види мутацій
По причині :
Спонтанні - причина незрозуміла
Індуковані - викликані мутагенами
За рівнем :
Генні - зміни в межах одного гена
Хромосомні - зміни будови хромосом
Геномні - зміни кількості хромосом
За місцем виникнення :
Гаметичні - мутації в статево клітінах
Соматичні мутації - мутації в нестатевих (соматичних) клітинах
За значенням :
Патогенні - призводять до загибелі ембріона (або плоду)
Нейтральні мутації - зазвичай не впливають на життєдіяльність організму
Сприятливі мутації - підвищують життєздатність організму

Генні мутації (або точкові) – найбільш поширений клас мутаційних змін. Генні мутації пов'язані зі зміною послідовності нуклеотидів в молекулі ДНК.
Вони призводять до того, що мутантний ген або перестає працювати і тоді не утворюються відповідні РНК і білок, або синтезується білок з зміненими властивостями, що проявляється у зміні будь-яких ознак організмів.
Ці зміни окремих генів часто призводять до важких дегенеративних захворювань, зокрема, численних хвороб обміну речовин
Генні мутації

Дуплікації - повторення ділянки гена
Вставки - поява зайвої пари нуклеотидів
А
Т
Види генних мутацій
За характером змін у складі гена

Делеції - випадання нуклеотидів, заміна нуклеотидних пар
Інверсії - переворот ділянки гена на 180 градусів

Генні мутації, що становлять основну частку всіх мутацій, викликають надзвичайно різноманітні зміни ознак організму, причому зміна одного гена зазвичай призводить до зміни декількох ознак. У результаті мутацій ген може переходити в різні стани, по-різному впливають на контрольовані даним геном ознаки організму.
Вплив генних мутацій

Більшість генетичних змін , так чи інакше, пов'язані з переходом людини на осілий спосіб життя і початку інтенсивної сільськогосподарської діяльності. В результаті різко зростає опір епідемічних хвороб , які свого часу вбивали цілі народи.
Друга причина криється в колосальному зростанні популяції людини як виду. Швидкий стрибок змусив людей мігрувати в пошуках альтернативних місць проживання , які , природно , кліматично відрізнялися від звичних умов. Все це призводило до необхідності швидкої адаптації та генної модифікації .
Причини генних мутацій

Причини генної мутації вчені шукають шляхом аналізу ДНК, взятих у людей по всьому світу. Вчені зробили висновки щодо початку і швидкості генних змін. У результаті виявилося, що за останні 5 тис. років генні модифікації відбувалися зі швидкістю в 100 разів, що перевищує попередні етапи еволюції людини.
Наскільки швидко ми еволюціонуємо в даний час, і як будемо змінюватися надалі невідомо. Відповідь можна буде дати не менше ніж через 1000 років.
Шлях відкриття

Прикладом може служити мутація, ферментів. Призводить до появи серповидноклітинній анемії - спадкового захворювання, як правило, приводить дітей та підлітків до смерті. У цьому випадку в еритроцитах замість нормального гемоглобіну A міститься аномальний гемоглобін S.
Приклади

Серповидноклітинна анемія

Зустрічаються досить рідко - близько 10 випадків на один мільйон пологів. Сіамські близнюки з'являються з однієї заплідненої яйцеклітини, тобто є однояйцевими близнятами. Причина зародження однояйцевих близнюків невідома. Тривалість життя сіамських близнюків різна. При вроджених захворюваннях таких як сифіліс вона становить 2-3 тижні. Сіамські близнюки без вроджених захворювань можуть прожити досить довго для свого захворювання
Сіамські близнюки

Сіамські близнюки Кріста і Тетяна

Хромосомні мутації - це перебудова хромосом. Поява хромосомних мутацій завжди пов'язане з виникненням двох або більшерозривів хромосом з наступним їх з'єднанням, але в неправильному порядку.
Хромосомні мутації призводять до зміни функціонування генів. Вони також грають серйозну роль в еволюційних перетвореннях видів.
Хромосомні мутації

Делеція - втрата частини хромосомного матеріалу
Види
хромосомних
мутацій

Дуплікація - подвоєння ділянки хромосоми
Інверсія - зміни чергування генів в хромосомі за рахунок повороту ділянки хромосоми на 180 °

Транслокація - обмін ділянками хромосом

Головна причина хромосомних мутацій - це вплив факторів навколишнього середовища (мутагенів), що викликають індуковані мутації.
Також хромосомні перебудови можуть бути спонтанними, які виникають при нормальних життєвих умовах. Але вони вкрай рідко відбуваються в природі: 1-100 на 1 млн примірників конкретного гена. Спонтанний процес залежить від внутрішніх і від зовнішніх факторів (мутаційні тиск середовища).
Причини хромосомних мутацій

Самим добре вивченим захворюванням, обумовленим делеціей, є синдром котячого крику. Для хворих характерний ряд відхилень від норми: порушення функцій серцево-судинної, травної систем, недорозвинення гортані (з характерним криком, що нагадує котяче нявкання), загальне відставання розвитку, розумова відсталість. Синдром зустрічається у 1 новонародженого з 50000.
Приклад

Геномними називають мутації, що приводять до зміни числа хромосом. У людини відомі полиплоидия (у тому числі тетраплоидия і триплоїдія) і анеуплоїдія.
Поліплоїдія - збільшення числа наборів хромосом, кратне гаплоїдному (Зn, 4n, 5n і т.д.).
Анеуплоїдія — змінення (зменшення - моносомия, збільшення - трисомія) числа хромосом в диплоїдний набір, тобто не кратну гаплоидному (2n +1, 2n-1 і т.д.)
Геномні мутації

Синдром Дауна - Каріотип представлений 47 хромосомами замість нормальних 46, оскільки хромосоми 21-й пари замість нормальних двох, представлені трьома копіями.
Хвороба проявляється в різкому слабоумстві, скошеному розрізі очей, потворній статурі, вадах розвитку внутрішніх органів. При вкороченні однієї хромосоми 21-ої пари може розвинутися важке захворювання крові - білокрів'я (злоякісний міслолейкоз).
Приклади

Синдром Шерешевського-Тернера - це порушення розвитку статевих залоз викликане аномалією статевих хромосом. Цей синдром зустрічається з частотою одна на три тисячі народжених дівчаток. Під час поділу статевих клітин батьків порушується розбіжність статевих хромосом в результаті чого замість нормальної кількості Х-ромосом (а в нормі у жінки їх дві), зародок отримує тільки одну Х-хромосому. Набір хромосом виходить неповним.
У дитини з синдромом Шерешевського-Тернера виникає первинне недорозвинення статевих органів. Вже при народженні дівчинки виявляють потовщення шкірних складок на потилиці, типовий набряк кистей рук і стоп. Часто дитина народжується маленьким, з низькою масою тіла.
Синдром
Шерешевського-Тернера

Генні та хромосомні мутації , а також геномні - взаємопов'язані між собою. Генні мутації характеризуються змінами в будові генів , з яких складаються хромосоми.
Мутацію вважають хромосомної , якщо відбуваються зміни в будові . А геномні мутації характеризуються зміною кількості хромосом.
У свою чергу геномні і хромосомні мутації мають загальну класифікацію в розподілі на анеуплоїдії і поліплоїдії . Робертсоновской транслокація є перехідною від хромосомної мутації до геномної .
Ці два типи мутацій об'єднують таким поняттям і напрямком у медицині , як « хромосомні аномалії » , що включає в себе:   
хромосомні хвороби (наприклад , хвороба Дауна) ;    
внутрішньоутробну патологію ( викидні , спонтанні аборти) ;   
соматичну патологію ( променева хвороба лейкози ) .
В даний час відомо десь 1000 хромосомних аномалій. Всі ці хромосомні мутації людини вивчені й описані. З них у вигляді синдромів описані близько 300 форм .
Зв'язок генних,
геномних та хромосомних
мутацій

Слід підкреслити , що мутації - це природний життєвий процес, тому біологічне значення їх різноманітне. Насамперед мутації впливають на еволюцію . Саме постійна наявність мутацій мало вирішальне значення для еволюційного розвитку видів . У мінливих умовах навколишнього середовища виникнення мутації , що дала початок організмам , краще пристосованим до даних умов , було одночасно кроком вперед.
В еволюційному розвитку , оскільки більш пристосовані організми починали незабаром переважати над менш пристосованими , витісняючи їх. Легко можна уявити собі , як протягом мільярдів років життя на Землі таким чином формувалися все більш досконалі організми аж до сучасних .
Біологічне значення мутацій