Məlumat

DNT niyə mutasiyaya uğrayır?

DNT niyə mutasiyaya uğrayır?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən indicə oxudum ki, kosmosda hamiləlik çox təhlükəli olardı, çünki digər səbəblərlə yanaşı radiasiyaya görə mutasiya riski daha yüksəkdir. Bu məni təəccübləndirdi: orqanizmlərdəki DNT niyə mutasiyaya uğrayır? Əsas təbii səbəblər hansılardır? Bu, DNT-nin qurulması ilə bağlıdır və hətta "mükəmməl" şəraitdə də baş verə bilər, yoxsa radiasiya kimi ətraf mühitdə olan bir şeylə bağlıdır?

İndiyə qədər reddit-də iki cavab aldım və bu sualı bir həkimə verdim və eşitdiklərim "belədir" xətti boyunca idi. "Hüceyrələrin köhnəlməsi" haqqında eşitdim. Bəs prosesi qeyri-deterministik, ehtimallı edən nədir? Güman edirəm ki, sualı formalaşdırmaq üçün biokimya haqqında kifayət qədər məlumatım yoxdur, amma güman edirəm ki, bu, "müəyyən şərtləri nəzərə alaraq, mutasiyanın hansı nöqtədə (və hansı növdə) baş verdiyini nə müəyyənləşdirir?"


Səhv etmirəmsə, mutasiyaların böyük əksəriyyəti DNT replikasiyası zamanı baş verir.

DNT özünü çoxalmalıdır ki, hüceyrələr özünü çoxalda bilsin. DNT polimeraza DNT-ni təkrarlayan çox vacib bir proteindir. İnsan genomu (bu nümunəni nəzərə alsaq) 3,5 milyard nukleotid uzunluğundadır. Sadəcə 3,5 milyard hərfin nə qədər uzun olduğunu başa düşmək üçün bir kitab bənzətməsi edək.

Kitab analogiya

  • Harry Potter seriyasında təxminən bir milyon söz var (ref).
  • LOTR seriyasında təxminən bir 400 min söz var (ref).
  • Narnia Salnamələri seriyasında təxminən 230 min söz var (ref)
  • King James İncilində təxminən 788 min söz var (ref)

Bu, təxminən 2,4 milyon söz deməkdir. İngilis dilində hər sözə orta hesabla 5,1 hərf olduğu üçün (ref), bu, cəmi 12,3 milyon hərf deməkdir. Təsəvvür edin ki, bu kitabların hamısını demək olar ki, 300 dəfə (12,3 milyon * 300 ≈ 3,5 milyard) yenidən yazmalısınız! Neçə yazı səhvi edərdiniz?

Bu fərd tərəfindən istehsal olunan ziqot və yumurta hüceyrəsi/spermatozoid arasında bir neçə hüceyrə bölünməsi var, lakin əksər mutasiyalar meioz zamanı baş verdiyindən, mən sadəcə mitotik mutasiyaları görməməzliyə vuracağam. DNT polimeraza hər 100 milyon nukleotiddə təxminən bir yazı səhvi yaradır (Kong et al. 2012; Rahbari et al. 2016)! Həqiqətən, DNT polimeraza olduqca yaxşı bir iş görür!

Mutasyonlara səbəb olan nədir?

Lanet olur

Ümid edirəm ki, yuxarıdakı bənzətməni yaradır, mutasiyaların sadəcə kiçik səhvlər olduğunu hiss edə bilərsiniz. Onlar təkrarlayıcı mexanizm mükəmməl olmadığı üçün baş verir. Bəzən bir molekul yan tərəfə gəlir, çox yaxşı bağlanmır və onun yanından keçən başqa bir molekul DNT-yə yapışır və s... Səhvlər çoxlu hərf səhvləri etmək, kitabları yenidən yazmaq kimi baş verir.

Mutagenlər

Təbii ki, bu mutasiya sürətinə təsir edən amillər var. Mutasiya sürətini artıran fiziki, kimyəvi və bioloji agentlərə mutagenlər deyilir və bunlara radiasiya parçalanması, ultrabənövşəyi şüalanma, ROS, benzol, həmçinin bəzi viruslar və bəzi parazitar bakteriyalar daxildir.

Genom boyu dəyişkənlik

Onu da qeyd edək ki, mutasiya genom boyu da dəyişir. Çox təkrarlanan bölgələr (məsələn,AATAATAATAATAATAATAATAATməsələn, mikropeyklər kimi daha yüksək mutasiya dərəcəsinə malikdirlər.

Növlər arasında dəyişkənlik və Drake qaydası

Mutasyon dərəcəsi də növlər arasında dəyişir. Ümumi bir tendensiya var ki, hər bir nukleotid mutasiya dərəcəsi genom ölçüsü ilə mənfi şəkildə əlaqələndirilir, bu fenomen Dreyk qaydası adlanır (məsələn, Bradwell et al. 2013 və ya erkən Dreyk məqalələrindən birinə baxın).


Qısa cavab, Kimya ehtimaldan qaçır, və həyat və DNT replikasiyası sonunda kimyəvi reaksiyalardır.

DNT kimyəvi bir maddədir və müxtəlif nukleotid ardıcıllıqları arasındakı bağların hamısı son dərəcə oxşardır, əgər əks zəncir olmasaydı, mutasiyalar olduqca ümumi olardı, çünki hər hansı ardıcıllıq mahiyyətcə eyni dərəcədə enerji baxımından əlverişlidir (AKA eyni dərəcədə ehtimal/kimyəvi). İki birləşdirilmiş ipə sahib olmaq o deməkdir ki, nükleotidləri sadəcə dəyişdirə bilməyəcəksiniz, çünki onlar tellər arasında eyni dərəcədə yaxşı birləşə bilməzlər, yalnız qarşı tərəflə birləşmə üçün ağır kimyəvi meyl var. A=T C=GT. Hər hansı digər bağ daha az enerji baxımından əlverişlidir (AKA daha az ehtimal olunur, bu qeyri-mümkünlə eyni deyil). DNT-nin ikili zəncirli təbiəti səhvlər ehtimalını azaldır, lakin biz hələ də kimyadan danışırıq və heç bir kimyəvi proses tamamilə mükəmməl deyil, hətta CO2 əldə etmək üçün karbon və oksigeni mükəmməl nisbətdə yandırsanız belə, yenə də CO, karbonmonoksit əldə edəcəksiniz. kimyəvi reaksiyaların fiziki (və beləliklə, ehtimal) təbiəti. Hətta iki dayaq arasındakı bağın gücü də buna qarşı işləyə bilər, çünki DNT-də bir mutasiya sürüşsə, yenə də bir yerdə qalacaq və səhv düzəltmə mexanizmi onu tutmamışdan əvvəl təkrarlansa, yapışacaq. Əsas odur ki, DNT-nin mutasiyaya uğrama ehtimalı çox az olsa da, onun çoxu var, buna görə də çox az ehtimal olunanlar hələ də baş verir, DNT də təkrarlanmaq üçün parçalanmalıdır, bu müddət ərzində mutasiyalar enerji baxımından daha az əlverişsizdir.

Hüceyrələrdə əslində onlarla səhv yoxlama mexanizmləri və kimyəvi stabilizatorlar var ki, bunlardan neçəsinin keçə biləcəyini və ya baş verə biləcəyini məhdudlaşdırır, lakin yenə də bu fiziki-kimyəvi prosesdir, buna görə də mükəmməl olmayacaq. Hətta bu mexanizmlər olmadan DNT replikasiyası hələ də kifayət qədər etibarlıdır, lakin bir çox orqanizmlərin nəhəng genomları var, yəni İsveçrə saatı hələ də kifayət qədər etibarlı deyil. Real dünyada fəaliyyət göstərən yüksək dövriyyəyə malik mükəmməl surət çıxarma mexanizmi yaratmaq sadəcə mümkün deyil. Çoxlu təkrarlamaların bir anda baş verməsi faktı kömək etmir, çünki bəzən bu çoxlu bir-birindən ayrılmış tellər bir-birinə bağlana bilər, nəticədə xəta düzəltmə mexanizmləri bütün bölmələri kəsir və ya onları düzəltmək üçün qarışdırır.


Mutasiyalar DNT-nin strukturunda qəfil və gözlənilməz dəyişikliklər nəticəsində baş verir. Radiasiyalar, xüsusən də ultrabənövşəyi və daha yüksək enerjilər DNT-ni təşkil edən bağları qıra bilir. Bu, DNT-ni parçalayır. DNT-nin buna qarşı durmaq və tam bir zəncir kimi islahat etmək üçün mexanizmləri olsa da, o, mükəmməl deyil və orijinal DNT hazırlanmaya bilər. Çox vaxt, baza cütlərinin dəyişdirilməsi və ya itkin cüt kimi kiçik bir səhv baş verə bilər. Bu dəyişikliklər mutasiyalar kimi əks olunur.


Ultrabənövşəyi şüalanma sərbəst radikalların əlavə edilməsi reaksiyaları nəticəsində timin diamerləri əmələ gətirdiyinə görə, bu, DNT-yə ekoloji cəhətdən təsir edən zərərlərdən biridir. Eyni şeyi edən müxtəlif mutagenlər var. DNT kimyəvi bir molekul olduğundan, hər hansı bir kimyəvi molekulun taleyi, hətta normal şəraitdə kimyəvi reaksiyalar baş verən dəyişikliklərə məruz qalma meylidir. Məsələn, sitozinin qalıqlarının urasilə çevrilməsi və ya hipoksantin əmələ gətirmək üçün adeninin dezaminasiyası nəticəsində yaranan transformasiyanı götürək. Digər mühüm reaksiya şəkər və nukleotidlər arasında qlikosil bağlarının hidrolizidir, daha çox depurinasiya adlanan DNT lezyonunu yaradır. Məməli hüceyrələrində 24 saat ərzində 10000 purin itirildiyi təxmin edilir ki, hər hansı bir təsadüfi mexanizmlə turşuların konsentrasiyasını artırmaq da depurinasiya prosesini sürətləndirə bilər. Beləliklə, hər hansı bir kimyəvi material kimi DNT də dəyişikliklərə məruz qalır, baxmayaraq ki, bu prosesi yoxlamaq üçün proseslər hələ də baş verir. Bundan əlavə, təkrarlama zamanı müxtəlif yoxlama nöqtələrinə baxmayaraq, praktiki səhv şansları var. DNT-nin keçdiyi reaksiyanın kimyasından asılı olaraq mutasiyanın baş verəcəyi nöqtədə tədqiq edilə bilər, çoxsaylı biokimyəvi proseslərin eyni vaxtda baş verməsi mutasiyanın baş verə biləcəyi dəqiq yeri daha da çətinləşdirir.


DNT niyə mutasiyaya uğrayır? - Biologiya

Sən bir növsən. Bu, təkcə gözləriniz, təbəssümünüz və şəxsiyyətiniz deyil. Səhhətiniz, xəstəlik riskiniz və dərmanlara reaksiya yollarınız da unikaldır. Bəzi insanlar üçün yaxşı təsir göstərən dərmanlar sizə heç kömək edə bilməz. Əslində, onlar hətta problem yarada bilərlər. Müalicə və profilaktik qayğı yalnız sizin üçün hazırlansa, yaxşı olmazdımı?

Biologiyanızın tibbi xidmətinizə diqqətlə uyğunlaşdırılması fərdiləşdirilmiş tibb kimi tanınır. Artıq ölkə miqyasında tibb işçiləri tərəfindən istifadə olunur.

Fərdi tibbin hekayəsi valideynlərinizdən miras aldığınız unikal DNT ilə başlayır. DNT sizi insan orqanizmi kimi fəaliyyət göstərən bütün fiziki xüsusiyyətlərdən məsuldur. Bu planetdəki həyatda mühüm rol oynayır. DNT genetik məlumatları saxlayır.

Genlər, bədəninizə zülalları necə hazırlayacağınızı və bədəninizin ehtiyac duyduğu digər vəzifələri yerinə yetirəcəyini söyləyən bir növ təlimat kitabçası kimi xidmət edən DNT uzantılarıdır. Eyni genlər insanlar arasında çox vaxt bir qədər fərqlənir. Bazalar dəyişdirilə, itkin və ya burada və orada əlavə edilə bilər. Bu dəyişikliklərin əksəriyyətinin sağlamlığınıza heç bir təsiri yoxdur. Ancaq bəziləri müəyyən xəstəliklər üçün riskinizi artıra biləcək qeyri-adi zülallar yarada bilər. Bəzi variantlar dərmanın bədəninizdə nə dərəcədə yaxşı işlədiyini təsir edə bilər. Və ya onlar bir dərmanın sizdə başqasına nisbətən fərqli yan təsirlərə səbəb ola bilər.

Həkimlərin müəyyən dərmanları təyin etməzdən əvvəl gen variantlarını yoxlamaq daha çox yayılmışdır. NIH-də farmakogenomika üzrə mütəxəssis Dr. Rochelle Long deyir: “Əgər həkimlər sizin genlərinizi bilirlərsə, dərman reaksiyasını proqnozlaşdıra və bu məlumatı qəbul etdikləri tibbi qərarlara daxil edə bilərlər”. "Müəyyən dərmanları kimin almaması lazım olduğunu bilmək üçün skrininq aparmaqla biz həyati təhlükəsi olan yan təsirlərin qarşısını ala bilərik" dedi Long.

Hətta ən qədim və ən çox yayılmış dərmanlardan biri olan aspirin də genlərinizə görə müxtəlif təsirlərə malik ola bilər. Milyonlarla insan infarkt və insult riskini azaltmaq üçün gündəlik aspirin qəbul edir. Aspirin damarları bağlaya biləcək qan laxtalarının qarşısını almağa kömək edir. Ancaq aspirin hər kəsdə ürək xəstəliyi riskini azaltmır.

Təcrübədə Fərdiləşdirilmiş Tibb

Fərdiləşdirmədən faydalanan yalnız bir neçə müalicə var:

Bəs bu sizin üçün nə deməkdir? Fərdiləşdirilmiş tibb diqqət etməli olduğunuz bir şeydirmi? Bu suala cavab verə biləcəyimizi görmək üçün DNT və genetika haqqında daha çox öyrənək.


DNT nədir?

DNT (Foto Krediti: Forluvoft / Wikimedia Commons)

DNT qısaldılmış adıdır deoksiribonuklein turşusu, bir biomolekul. Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C) və Quanin (G) DNT yaratmaq üçün birləşən 4 monomerdir (nukleotidlər). Bütün bu monomerləri ardıcıllıqla saxlayan fosfat onurğa quruluşudur. İndi, biologiya ilə tanış olmasanız, mənim nə haqqında dolaşdığımı həqiqətən başa düşməyəcəksiniz.

Daha sadə sözlərlə desək, DNT ananızın göz rəngini və ya atanızın saç rəngini almanızın səbəbidir, çünki DNT bütün genetik məlumatları saxlayır. İrsiyyət ona görə mövcuddur ki, sizdə valideynlərinizin bütün xüsusiyyətlərini saxlayan DNT var!


Həm uzun, həm də qısa dalğa uzunluğunda olan UV şüaları DNT-yə zərər verir, lakin müxtəlif yollarla. Qısa dalğa uzunluğunun UV-B və UV-C işığı birbaşa pirimidinlərin dimerləşməsinə səbəb ola bilər və plazmid DNT-nin təkrarlanmasının qarşısını ala bilər və ya səhv təmirdən sonra mutasiyalara səbəb ola bilər. Uzun dalğa uzunluğuna malik UV-A işığı ümumiyyətlə daha az birbaşa zərər verir və bunun əvəzinə reaktiv oksigen növlərinin istehsalı ilə mutasiyalara səbəb olur. Laboratoriyada UV-A çılpaq DNT üçün daha az zərərlidir. Buna görə, mümkünsə, DNT zolaqlarını vizuallaşdırmaq üçün uzun dalğalı transilluminatordan istifadə etmək ən yaxşısıdır! Bununla belə, kifayət qədər məruz qalma ilə UV-A işığı hələ də DNT-ni zədələyə bilər.

Ümid edirik ki, bu məqalə sizə nəinki geniş spektrli günəşdən qoruyucu vasitələrdən istifadə etməyin vacibliyini öyrətdi, həm də sizə ultrabənövşəyi şüaların zərərli təsirlərinin arxasında duran kimyanı öyrətdi. UV işığı və ya DNT mutasiyaları ilə bağlı başqa hansı suallarınız var?


Mitoxondrial DNT-dəki mutasiyalar insan orqanizminə necə təsir edə bilər?

Mitoxondrial DNT-də mutasiya nəticəsində yarana biləcək bəzi xəstəliyin əlamətləri hansılardır? əvvəlcə Quora-da göründü: bilik əldə etmək və bölüşmək üçün yer, insanlara başqalarından öyrənməyə və dünyanı daha yaxşı başa düşməyə imkan verir.

Suzanne Sadedinin cavabı, Ph.D. təkamül biologiyasında, Quora-da:

Mitoxondrial mutasiyalar fərqli və ya üst-üstə düşə bilən bir neçə sindroma (simptomlar qruplarına) səbəb ola bilər. Bir sindromda simptomlar meyl birlikdə baş verə bilər, lakin əksər insanlar sindromla əlaqəli bütün simptomları yaşamayacaqlar. Bundan əlavə, simptomlar bir fərddən digərinə, hətta eyni mutasiya ilə belə kəskin şəkildə dəyişə bilər*. Mitoxondriya ATP istehsalına cavabdeh olduğundan, ən çox təsirlənən orqanlar beyin, əzələlər və ürək kimi yüksək enerji tələbatı olan orqanlardır. Bundan əlavə, hüceyrə dövriyyəsinin az olduğu toxumalar (beyin kimi) daha çox təsirlənir, çünki hüceyrə nəsillərində seçim daha az mitoxondrial mutasiyaya malik olanlara üstünlük verir.

Sindromlara MELAS, MERRF, Leigh, Kearns-Sayre, Leberin irsi optik neyropatiyası və anadan irsi diabet və karlıq daxildir.

MELAS mitoxondrial tRNT Leu(UUA/UUG) qüsurları (təxminən 80% hallarda A3243G və T3271C) ilə əlaqədardır.

7,5% hallarda bir çox digər nadir mutasiyalar eyni təsir göstərə bilər). Onun ən ümumi simptomlarına aşağıdakılar daxildir:

  • İnsulta bənzər epizodlar, adətən gənc yaşda başlayır, motor qabiliyyətlərin, görmə, eşitmə və idrak qabiliyyətinin proqressiv itkisinə səbəb olur.
  • Tutmalar (tez-tez müvəqqəti birtərəfli iflic, korluq və ya şüurun dəyişməsi ilə).
  • Tez-tez baş ağrısı / migren.

MERRF ən çox MT-TK-da mutasiyalar səbəb olur, lakin sonuncu hallarda MT-TL1, MT-TH və MT-TS1 mutasiyaları nəticəsində də yarana bilər, digər sindromların simptomları adətən birlikdə baş verir. Simptomlara aşağıdakılar daxildir:

  • əzələ seğirmeleri, zəiflik və sərtlik
  • təkrarlanan nöbetlər
  • koordinasiya itkisi
  • ekstremitələrdə həssaslığın itirilməsi
  • görmə və eşitmə itkisi
  • demans
  • qısa boy
  • ürək xəstəliyi
  • lipomalar

Leigh sindromu daha çox nüvə mutasiyalarından qaynaqlanır, lakin təqribən 20% hallarda mitoxondrial mutasiyaların nəticəsidir (ən çox hallarda MT-ATP6-ya mutasiya). Simptomlar adətən (lakin həmişə deyil) körpələrdə qusma, ishal və udma çətinliyi ilə başlayır və inkişaf uğursuzluğa səbəb olur. Əzələ zəifliyi və hərəkət problemləri, hissiyat itkisi, göz əzələlərinin iflici və görmə itkisi tez-tez baş verir. Ağır tənəffüs problemləri zamanla pisləşir və 2-3 il ərzində ölüm tipikdir.

Kearns-Sayre sindromu Ən çox 4997 nukleotidin (12 gen) böyük, tək mitoxondrial delesiyasının nəticəsidir. Bu, adətən, irsi deyil, somatik mutasiyadır (düşünürəm ki, bu, erkən embrionlarda öldürücüdür). Onun əsas simptomu göz əzələlərinin zəifliyi və iflicidir və korluq da karlıq, ürək anormallıqları, endokrin problemlər, koordinasiya və tarazlıq problemləri, əzələ zəifliyi, böyrək çatışmazlığı, demans və diabetə səbəb ola bilər.

Leberin irsi optik nevropatiyası kompleks I-in ND4, ND1 və ya ND6 subunit genində nöqtə mutasiyası səbəb olur. O, adətən erkən yetkinlik dövründə əvvəlcə bir gözdə, sonra digərində kəskin görmə itkisinə səbəb olur.

*Semptomlar dəyişir. Bu dəyişkənliyin xəstələr və ailələri üçün mühüm nəticələri var:

  • Xəstəlik irsi olsa belə, simptomlar hər nəsildə və ya bacı-qardaşda aşkar olmaya bilər.
  • Vərəsəlik üçün test etmək çətindir. Ailə asemptomatik olduqda, genetik testlər pozğunluğun olduğunu göstərə bilər edir irsi, lakin pozğunluğu göstərə bilməz deyil miras qalmışdır. Yəni, bir və ya bir neçə ana xətti ailə üzvü xəstə ilə eyni mutasiya üçün müsbət test edərsə, edə bilərsiniz yəqin ki bütün ana xəttinin daşıyıcı olduğunu düşünək. Ancaq hamısı mənfi test etsələr də, yenə də daşıyıcı ola bilərlər.
  • Simptomlar, hətta həmin şəxslər eyni mutasiyanı paylaşsalar belə, müxtəlif fərdlərdə fərqli orqan sistemlərinə təsir göstərə bilər. Bu o deməkdir ki, ailə üzvlərinin bir-biri ilə əlaqəsi olmayan, lakin əslində eyni mitoxondrial mutasiyadan qaynaqlanan xəstəlikləri ola bilər.
  • Semptomlar hər yaşda görünə bilər, hamısı tez-tez gənclərdə müşahidə olunur və müəyyən yaşlar müəyyən sindromlar üçün daha xarakterikdir.

Niyə mitoxondrial xəstəliyin simptomları bu qədər fərqlidir? Bu xəstəliklər haqqında bilmədiyimiz çox şey var və bildiyimizi düşündüyümüz bəzi şeylər yanlış çıxa bilər.

Bu sualın standart cavabı heteroplazmadır: mitoxondrial genomun müxtəlif versiyaları hər bir hüceyrədə birlikdə ola bilər. Hər hüceyrədə mitoxondrial DNT-nin minlərlə nüsxəsi var. Bu nüsxələr hüceyrə daxilində cinsi yolla çoxalır, buna görə də hər hansı bir hüceyrədə mutantların nisbəti zamanla dəyişir. Üstəlik, hər bir mitoxondridə bir neçə nüsxə ola bilər ki, bu da bəzi nüsxələr mutasiyaya uğradıqda belə onun normal işləməsinə imkan verir. Bunun nəticəsidir ki, hüceyrələr funksiyaları pozulmazdan əvvəl çox yüksək mutant mitoxondrial DNT yükləri (90%-ə qədər) daşıya bilirlər. Beləliklə, xəstəliyin simptomları yalnız mutant yükü həddi aşdıqda ortaya çıxır.

Nüvə DNT ilə müqayisədə, mitoxondrial DNT mutasiyaya ən azı 10 dəfə daha həssasdır. Bir insanın həyatı boyu mitoxondrial mutasiyalar toplanır. Bu, bir çox müxtəlif hüceyrə metabolik funksiyalarının tədricən azalması ilə nəticələnə bilər. Əslində, bəzi tədqiqatçılar mitoxondrial çatışmazlığın qocalmanın əsas səbəbi olduğuna inanırlar.

Hüceyrə bölgüsü çoxlu ATP istifadə edir, buna görə də mutant mitoxondriyaların yüksək nisbətinə malik hüceyrə nəsilləri rəqabətsiz olurlar. Nəticədə, sürətli hüceyrə dövriyyəsi olan toxumalarda mitoxondrial mutasiyalar (adətən) nisbətən sıxışdırılır (ehtimal ki, Hayflick həddinə yaxınlaşana qədər, hüceyrə bölünməsini dayandırmalı olan bölünmələrin sayı). Əksinə, hüceyrələrin tez-tez bölünmədiyi toxumalarda (neyronlar kimi) mutasiyalar daha sürətlə toplanır.

Mutant mitoxondriyalar hüceyrə nəsilləri arasında seçim yolu ilə, xüsusən erkən inkişaf zamanı baş verən populyasiya darboğazı vasitəsilə təmizlənir. Siçanlarda (və ehtimal ki, digər məməlilərdə də) mayalanmadan sonra bir neçə gün ərzində ziqotun hüceyrələri bölünür, lakin mitoxondriyalar bölünmür. Beləliklə, hər bir hüceyrə ziqotda mövcud olan mitoxondrilərin kiçik bir hissəsi ilə başa çatır. Güman edilir ki, bu hüceyrələr daha sonra metabolik olaraq rəqabət aparır, nisbətən yüksək nisbətdə mutant mitoxondriyaya sahib olanlar, enerjini səmərəli şəkildə yarada bilmədiklərinə görə, əsasən məhv edilirlər.

Bu darboğaz ikən orta hesabla nəslin mutasiya yükünü ananınkından aşağı azaldır, mutant mitoxondrilərin müəyyən hissəsi hələ də sağ qala bilir. Əgər ananın yumurtasını meydana gətirən xüsusi hüceyrə nəsli təsadüfən yüksək mutant yükə malikdirsə, onun nəsli hələ də ondan daha yüksək yükə malik ola bilər.

Üstəlik, mitoxondrial pozğunluğun ortaya çıxdığı simptomlar və yaş, inkişaf zamanı orqan sisteminə səbəb olan xüsusi hüceyrə nəslinin daxilində mutasiyaların konsentrasiyasından asılıdır. Nəticədə eyni mutasiya bir fərddə (məsələn), 20 yaşında şəkərli diabetə, digərində 46 yaşında nöbet və vuruşa səbəb ola bilər, üçüncüdə isə heç vaxt nəzərə çarpan simptomlar olmaya bilər.

Lakin, heteroplazma tam hekayə ola bilməz. Mitoxondriləri quran və idarə edən genlərin çoxu nüvə genomuna təhvil verilib (bu məntiqlidir, çünki nüvə genomu mutasiyalara daha yaxşı nəzarət edir). Beləliklə, mitoxondrial funksiyaya təsir edən pozğunluqların ifadəsi birbaşa otosomal genlərdən də təsirlənə bilər. Amma ATP istehsalını pozan bu otozomal xəstəliklərdir həmçinin heteroplazmanı əhatə etməsələr də, ifadələrində olduqca dəyişkəndirlər. Bunun niyə belə olduğunu hələ bilmirik. Gen qarşılıqlı əlaqəsi mürəkkəbdir və biz hələ onların kiçik bir azlığını belə həll edə bilməmişik.

MƏDDƏT: Mən həkim deyiləm. Bu, tədqiqat sənədlərini oxumağa əsaslanan cari biliklərim yalnız mənim anlayışımdır. Əgər diaqnoz lazımdırsa, həkiminizlə danışın. Mitoxondrial pozğunluqların simptomları vəhşicəsinə dəyişir və adətən yalnız simptomlara əsaslanaraq özünüzə diaqnoz qoya bilməyəcəyiniz bir çox digər xəstəliklərlə paylaşılır.

Aşağıdakı bəzi faydalı mənbələr:

Bu sual əvvəlcə Quora-da ortaya çıxdı. bilik əldə etmək və bölüşmək üçün yer, insanlara başqalarından öyrənməyə və dünyanı daha yaxşı başa düşməyə imkan verir. Quora-nı Twitter, Facebook və Google+-da izləyə bilərsiniz. Daha çox suallar:


Klinik əhəmiyyəti

Antibiotiklərə Müqavimət

Antibiotiklər müxtəlif mexanizmlərlə işləyir:[17]

Antibiotik bakteriyanın böyüməsini öldürmək və ya böyüməsini idarə etmək qabiliyyətini itirdikdə, antibiotik müqaviməti yaranır. Bu iki şəkildə baş verə bilər:

Bu hallar selektiv təzyiq altında (yəni, antibiotiklərin istifadəsi) daha da şiddətlənir. Antibiotik müqaviməti populyasiyada həm şaquli, həm də üfüqi şəkildə yayıla bilər. Horizontal transfer antibiotik müqavimətinin əsas vasitəçisi hesab olunur. Aşağıda yuxarıda qeyd olunan antibiotik siniflərindən ikisinin müqavimət mutasiyaları ilə necə qarşılaşdığına dair geniş olmayan nümunələr verilmişdir.

DNT sintezi inhibitoru

kimi qram-mənfi bakteriyalarda Helicobacter pylori, mutasiya müqaviməti ftorxinolonlara nisbətən tez baş verir və beləliklə, bu müalicələr üçün klinik problemlər yaradır. Levofloksasin, moksifloksasin və siprofloksasin, ftorxinolonlara misal olaraq, iki homoloji fermenti (DNT topoizomeraz II və IV) hədəf alaraq DNT sintezini maneə törədir.[18] Bu fermentlər bakterial DNT-nin super qıvrılması üçün lazımdır.�x00

Ftorxinolonlara qarşı qram-mənfi bakteriya müqavimətinə DNT topoizomeraz II-nin xüsusi alt bölmələri üçün kodlaşdırma bölgələrində əvəzedici mutasiyaların yığılması daxildir. Müqavimət axıntı nasosunun modifikasiyası ilə daha da artırıla bilər.[19] Siprofloksasin yalnız parC alt bölməsini hədəf alır, digər xinolonlar isə bu alt bölmələrdən birini və ya bir neçəsini hədəf alır.[20] Məsələn, qarenoksasin həm DNT topoizomerazları II və IV-ü hədəf alır. müqavimətə daha az meyllidir. Qarenoksasinə qarşı müqavimət hər iki zülalın müqavimət mutasiyasına malik olmasını tələb edir.[21]

Qarışıq terapiya üçün Helicobacter pylori adətən klaritromisin (zülal sintezi inhibitoru), metronidazol (DNT sintezi inhibitoru), amoksisillin (hüceyrə divarı sintezi inhibitoru) və ya tetrasiklin (protein sintezi inhibitoru) və proton pompası inhibitoru daxildir.[22][23][24]

Protein sintezinin inhibitoru

Linezolid zülal sintezinin qarşısını alır və davamlı Qram-müsbətlərə qarşı aktivdir.[25] Linezolid 50S alt bölməsinin 23S hissəsinə bağlanaraq 70S ribosomal başlanğıc kompleksinin formalaşmasına mane olur.[26] Nadir hallarda rast gəlinən müqavimət növləri. S.ਊureus, və koaqulaz-mənfi stafilokoklar domeninin V bölgəsinin mərkəzi döngəsində mutasiyalar var 23S rRNT gen. Daha dəqiq desək, klinik təcridlərdə 2576-cı mövqedə guaninin əvəzinə timin var idi.[27][28]

Özünə görə, davamlı bakteriyalar növün və ya cinsin bütün üzvlərində xarakterik bir müqavimətə malikdir. Belə müqavimət səbəb ola bilər:

Antibiotiklərə qarşı müqavimət mexanizmləri də müqavimət genlərini plazmidlərə, transpozonlara və inteqronlara daxil etməklə baş verə bilər. Bu genlər konjugasiya, transformasiya və ya transduksiya mexanizmləri ilə üfüqi köçürmə yolu ilə yayılır. Bununla belə, mutasiya bu genlərin təkamülü və ya çeşidi üçün vacibdir.


DNT-ni təsvir edərkən "degenerate" termini ilə nə nəzərdə tutulur? Niyə baş verir və onun zülal quruluşuna təsiri nədir?

"Degenerate" genetik kodda artıqlığa aiddir. Zülalların tikinti blokları olan amin turşuları üç nukleotid əsasının kodonları ilə kodlanır. Bəzi amin turşuları birdən çox kodonla kodlanır, məsələn, qlutamik turşu (GAA və GAG). Degenerasiya amin turşularından daha çox kodon olduğu üçün baş verir. Kodonlar iki əsasdan ibarət olsaydı, bu o deməkdir ki, kodlanmış cəmi 16 amin turşusu olardı (4^2 = 16). Bununla belə, 21 amin turşusu var və buna görə də kodonlar üç əsasdan (4^3 = 64) əmələ gəlir, yəni kodda bəzi artıqlıqlar olmalıdır.

Degenerasiya o deməkdir ki, bir kodonda bir baza dəyişdirən mutasiyanın kodlanmış zülalın amin turşusu strukturunu dəyişdirməsi ehtimalı azdır, çünki kodon hələ də eyni amin turşusunu kodlayır. Bu, genetik kodu nöqtə mutasiyalarına qarşı daha dözümlü edir.


Çoxlu seçim

Aşağıdakılardan hansı stop kodonun əmələ gəlməsinə səbəb olan ardıcıllığın dəyişməsidir?

A. səhv mutasiya
B. mənasız mutasiya
C. səssiz mutasiya
D. silinmə mutasiyası

Pirimidin dimerlərinin əmələ gəlməsi aşağıdakılardan hansının nəticəsidir?

A. DNT polimerazasının kortəbii səhvləri
B. qamma şüalanmasına məruz qalma
C. ultrabənövşəyi radiasiyaya məruz qalma
D. interkalasiya edən agentlərə məruz qalma

Aşağıdakılardan hansı çərçivə dəyişdirmə mutasiyasına nümunədir?

A. kodonun silinməsi
B. səhv mutasiya
C. səssiz mutasiya
D. bir nukleotidin silinməsi

Aşağıdakılardan hansı timin dimerlərinin fotoliaz fermenti tərəfindən birbaşa parçalandığı DNT təmiri növüdür?

A. birbaşa təmir
B. nukleotid eksizyonunun təmiri
C. uyğunsuzluğun təmiri
D. korrektə

Ames testi ilə bağlı aşağıdakılardan hansı doğrudur?

A. Yeni əmələ gələn auksotrof mutantları müəyyən etmək üçün istifadə olunur.
B. Bərpa edilmiş biosintetik aktivliyə malik mutantları müəyyən etmək üçün istifadə olunur.
C. Spontan mutantları müəyyən etmək üçün istifadə olunur.
D. Fotoreaktivləşdirmə fəaliyyəti olmayan mutantları müəyyən etmək üçün istifadə olunur.


DNT mutasiyaları

DNT mutasiyaları daimi dəyişikliklərdir DNT bir genin ardıcıllığı. Mutasiyalar onların şiddətinə görə dəyişir. Bəziləri hüceyrənin və ya bütün orqanizmin fəaliyyətinə zərər verir, hətta ölümcül nəticəyə səbəb olur, bəziləri isə heç bir təsiri yoxdur. Mutasiyalar həmçinin dəyişdirilmiş DNT miqdarına görə dəyişir. Onlar təkdən cəlb edilə bilər nukleotid böyük seqmentlərə qədər xromosomlar. DNT mutasiyaları ola bilər:

Şəkil Wikimedia Commons-un izni ilə

* İrsi: mutasiyaları olan valideynlər onları öz övladlarına ötürə bilər.
* Mikrob xətti mutasiyaları: nəsillərin istehsalında istifadə edilən yumurta və ya sperma daxil olmaqla, fərdin hər hüceyrəsində mövcuddur.
* De novo (yeni) mutasiyalar: bir və ya bir neçə yumurta və ya spermada təsadüfən və ya mayalanmadan dərhal sonra baş verir və valideynin hər hüceyrəsində DEYİL. Bunlar, uşağın ailə tarixində görünməyən bir genetik pozuntuya sahib olduğu vəziyyətləri izah edir.
* Əldə edilmiş: mutagenlər adlanan ətraf mühit agentləri DNT-ni dəyişdirə bilər. Ümumi mutagen nümunəsi dəri xərçəngi ilə əlaqəli günəş işığında UV dalğa uzunluqlarıdır (şəkilə bax). Əldə edilmiş mutasiyalar adətən nəsillərə ötürülmür, lakin onlar yumurta və ya spermada DNT ardıcıllığını dəyişdikdə baş verə bilər.

* Daxiletmə/Duplikasiya/Silinmə: DNT ardıcıllığından nukleotidlərin əlavə edilməsi və ya çıxarılması. Onlar tək nukleotidlər qədər kiçik və ya bir xromosomda görüntüləmək üçün kifayət qədər böyük ola bilər və onlarla və yüz minlərlə nukleotidi əhatə edə bilər.
* Nöqtə mutasiyası: bir nukleotidin digərinə dəyişməsi. Məsələn, "A" hərfi "T" olur.
* Translokasiya: DNT seqmentinin bir xromosomdan digərinə hərəkəti.
* İnversiya: DNT seqmentinin 180° çevrilməsi, beləliklə, o, orijinal quruluşa nisbətən tərsinə çevrilir.

Nəhayət, müəyyən bir mutasiyanın zərərli təsirə səbəb olub-olmaması, mutasiyanın gen (yaxud genlər) daxilində yerləşməsi və bu genin funksiyasının əhəmiyyəti ilə bağlıdır.


DNT Polimeraz mutasiyaların qarşısını necə alır

DNT polimeraza DNT replikasiyası zamanı artan zəncirdə nukleotid əsaslarının əlavə edilməsindən məsul olan fermentdir. Bir genomun nukleotid ardıcıllığı müəyyən bir orqanizmin inkişafını və fəaliyyətini təyin etdiyi üçün, DNT replikasiyası zamanı mövcud genomun dəqiq replikasını sintez etmək həyati əhəmiyyət kəsb edir. Ümumiyyətlə, DNT polimeraza DNT replikasiyası zamanı yüksək sədaqət saxlayır, hər 10 9 əlavə edilmiş nukleotid üçün yalnız bir uyğunsuz nukleotidi özündə birləşdirir. Buna görə də, standart tamamlayıcı əsas cütlərinə əlavə olaraq azotlu əsaslar arasında yanlış cütləşmə baş verərsə, DNT polimeraza bu nukleotidi böyüyən zəncirə əlavə edərək tez-tez mutasiya yaradır. DNT replikasiyasının səhvləri korrektə oxuma və zəncirlə istiqamətlənmiş uyğunsuzluq təmiri kimi tanınan iki mexanizmlə düzəldilir.

Düzəltmə

Korreksiya artan DNT zəncirindən yanlış cütləşən əsas cütlərinin düzəldilməsinin ilkin mexanizminə aiddir və bu, DNT polimeraza tərəfindən həyata keçirilir. DNT polimeraza iki mərhələdə korreksiyanı həyata keçirir. İlk yoxlama, böyüyən zəncirə yeni bir nukleotidin əlavə edilməsindən dərhal əvvəl baş verir. Düzgün nukleotidlərin DNT polimeraza yaxınlığı səhv nukleotidlərinkindən dəfələrlə yüksəkdir. Bununla belə, ferment daxil olan nukleotid hidrogen bağları vasitəsilə şablona bağlandıqdan dərhal sonra, lakin DNT polimerazının təsiri ilə nukleotidin böyüyən zəncirlə bağlanmasından əvvəl uyğunlaşma dəyişikliyinə məruz qalmalıdır. Yanlış əsaslı qoşalaşmış nukleotidlər DNT polimerazanın konformasiya dəyişikliyi zamanı şablondan ayrılmağa meyllidirlər. Beləliklə, addım DNT polimerazına nukleotidi daim böyüyən zəncirinə əlavə etməzdən əvvəl onu ikiqat yoxlamağa imkan verir. DNT polimerazanın yoxlanış mexanizmi aşağıda göstərilmişdir rəqəm 2.

Şəkil 2: Düzəltmə

İkinci düzəliş addımı kimi tanınır ekzonükleolitik korrektor. Nadir hallarda, uyğun olmayan bir nukleotidin böyüyən ipə daxil edilməsindən dərhal sonra baş verir. DNT polimeraza uyğun olmayan nükleotidin yanına ikinci nukleotidi əlavə etmək iqtidarında deyil. DNT polimerazın ayrı bir katalitik yeri olaraq bilinir 3′-dən 5′-yə qədər korrektə oxuyan exonuclease böyüyən zəncirdən pozulmuş nukleotidləri həzm edir.

Strand-Yönləndirilmiş Uyğunsuzluğun Təmiri

Təftiş mexanizmlərinə baxmayaraq, DNT polimeraza DNT replikasiyası zamanı böyüyən zəncirdə hələ də yanlış nukleotidləri birləşdirə bilər. Düzəlişdən qaçan replikasiya xətaları tel yönümlü uyğunsuzluğun təmiri ilə silinir. Bu sistem DNT spiralında uyğun olmayan baza cütləri ilə bağlı təhrif potensialını aşkar edir. Bununla belə, təmir sistemi uyğunsuzluğu əvəz etməzdən əvvəl mövcud bazadan yanlış bazanı müəyyən etməlidir. Ümumiyyətlə, E. coli ikiqat sarmalda köhnə DNT zəncirinin tanınması DNT metilasiya sistemindən asılıdır, çünki yeni sintez edilmiş zəncir tezliklə DNT metilasiyasına məruz qalmaya bilər. In E.coli, GATC-nin A qalığı metilləşir. DNT replikasiyasının sədaqəti zəncirlə yönləndirilmiş uyğunsuzluğu təmir sisteminin fəaliyyətinə görə əlavə 10 2 faktorla artır. Eukariotlarda, bakteriyalarda və DNT-də təmir yolları uyğun gəlmir E. coli -də göstərilir rəqəm 3.

Şəkil 3: Eukaryotlarda, Bakteriyalarda və E. coli-də DNT Uyğunsuzluğunun Təmiri

Zərbə yönümlü uyğunsuzluğun təmirində üç kompleks zülal yeni sintez edilmiş DNT zəncirindən keçir. MutS kimi tanınan ilk zülal DNT ikiqat spiralındakı təhrifləri aşkar edir və onlara bağlanır. MutL kimi tanınan ikinci zülal MutS-ni aşkar edir və ona bağlanır, metillənməmiş və ya yeni sintez edilmiş ipi fərqləndirən MutH kimi tanınan üçüncü zülalı cəlb edir. Bağlandıqdan sonra MutH, GATC ardıcıllığında G qalığına qədər dərhal metillənməmiş DNT zəncirini kəsir. Eksonükleaz, uyğunsuzluğa qədər aşağı axının pozulmasına cavabdehdir. Bununla belə, bu sistem DNT polimeraza 1 tərəfindən asanlıqla yenidən sintez edilən 10-dan az nukleotid bölgələrini parçalayır. Eukariotların Mut zülalları ilə homologdur. E. coli.

Nəticə

Mutasiyalar, DNT replikasiyasındakı səhvlər və ya xarici mutagenlərin təsiri nəticəsində yarana bilən genomun nukleotid ardıcıllığında daimi dəyişikliklərdir. DNT replikasiyasındakı səhvlər korrektə oxuma və zəncirlə istiqamətlənmiş uyğunsuzluq təmiri kimi tanınan iki mexanizmlə düzəldilə bilər. DNT sintezi zamanı korrektə DNT polimerazın özü tərəfindən həyata keçirilir. Zərbəyə yönəldilmiş uyğunsuzluğun təmiri DNT replikasiyasından dərhal sonra Mut zülalları tərəfindən həyata keçirilir. Bununla belə, bu təmir mexanizmləri genomun bütövlüyünün qorunmasında iştirak edir.

İstinad:

1. Alberts, Bruce. "DNT Replikasiya Mexanizmləri." Hüceyrənin Molekulyar Biologiyası. 4-cü nəşr., ABŞ Milli Tibb Kitabxanası, 1 Yanvar 1970, Burada mövcuddur.
2. Braun, Terens A. “Mutasiya, Təmir və Rekombinasiya.” Genomlar. 2-ci nəşr., ABŞ Milli Tibb Kitabxanası, 1 Yanvar 1970, Burada mövcuddur.

Şəkil Nəzakət:

1. “Müxtəlif Tiplər Mutasiyalar” Jonsta247 tərəfindən – Bu fayl Commons Wikimedia vasitəsilə əldə edilmişdir:Point mutations-en.png (GFDL)
2. “DNA polimeraz” Commons Wikimedia vasitəsilə I, Madprime (CC BY-SA 3.0) tərəfindən
3. Commons Wikimedia vasitəsilə “DNT uyğunsuzluğunun təmiri” Kenji Fukui tərəfindən – (CC BY 3.0)

Müəllif haqqında: Lakna

Molekulyar Biologiya və Biokimya üzrə məzun olan Lakna, Molekulyar Bioloqdur və təbiətlə əlaqəli şeylərin kəşfinə geniş və böyük maraq göstərir.


Videoya baxın: The best film - ANNIHILATION - Review! (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Ephron

    Düşünürəm ki, haqlı deyilsən. Bunu müzakirə edəcəyik.

  2. Wiellatun

    Nə gözəl düşüncə

  3. Artie

    Faydalı fikrin

  4. Mungo

    Bu, indi müzakirədə iştirak edə bilməyəcəyim təəssüf doğurur. Bu kifayət qədər məlumat deyil. Ancaq məmnuniyyətlə bu mövzunu izləyəcəyəm.



Mesaj yazmaq