Mut

1
Mutációk
spontán v. indukált
gén-, kromoszóma és genomiális mutációk
Mutációs ráta generációs idoegység alatti
mutációs események száma
génenként kifejezve.
2
Kromoszóma mutációk

• Változások a kromoszómák szerkezetében

3
A kromoszóma mutációk fogalma
Kromoszóma mutációk azok a folyamatok, melyek
kromoszóma részek átrendezodését, a kromoszómák
számának megváltozását vagy akár az egész
kromoszóma szerelvény számának változását
eredményezik. E változások többnyire
mikroszkóppal láthatók és genetikailag
analizálhatók. Sok kromoszóma mutáció a sejt vagy
szervezet abnormális muködését okozza abnormális
génszám (inbalance) és pozíció vagy a törés
okozta génfunkció hiány miatt. Lehetoséget adnak
a gének helyzetének és számának megváltoztatására
a genetikai alapkutatásban, az orvostudomány, a
növénynemesítés és az állattenyésztés területén
és alapot adnak az evolúció folyamatának. A
citogenetika kombinálja a citológiát és a
genetikát a genom szervezodésének megismeréséhez.
4
Kromoszómák topográfiája I.

• A kromoszómák száma fajra jellemzo tulajdonság.

5
Kromoszómák topográfiája II.

• A centroméra helyzete meghatározza a kromoszóma
  alakját.

6
Kromoszómák topográfiája III.

• A kromoszóma szám és a centroméra helyzete
  alapján egy adott faj kromoszóma szerelvényének
  tagjai csoportosíthatók és az egyes kromoszómák
  azonosíthatók. Az ember kromoszóma szerelvénye.

7
A kromoszóma átrendezodések típusai

• Deficiencia vagy deléció egy kromoszóma darab
  kiesése.
• Duplikáció egy kromoszóma régió
  megkétszerezodése.
• Inverzió egy kromoszóma szakasz 180 fokos
  átfordulása az adott kromoszómán belül.
• Transzpozíció gének sorrendjének megváltozása
  egy kromoszómán.
• Transzlokáció két nem homológ kromoszóma közötti
  részek kölcsönös kicserélodése. (Reciprok
  transzlokáció)

8
A kromoszóma átrendezodés mechanizmusa I.

• Átrendezodések létrejötte töréssel és
  újraegyesüléssel.

9
Deléciók keletkezésének mechanizmusai

• Egy törés terminális, két törés interszticiális
  deléciót eredményez.

10
Cri du chat macskasírás szindróma

• Az ember esetében a genom kiegyensúlyozatlanság
  miatt a legkisebb deléciók is komoly
  abnormalitást okoznak.
• A macskasírás szindróma estében az 5. kromoszóma
  rövid (p) karjának vége hiányzik, és jár
  mikroencefáliával, holdszeru arccal és szellemi
  elmaradottsággal.

11
Rákos sejtek gyakran mutatnak deléciókat
12
Duplikációk

• Duplikációs diploid heterozigóta három kópiát
  hordoz az adott kromoszóma régióból. Párosodáskor
  duplikációs csavart láthatunk.

13
Duplikáció is mutathat fenotípust

• A Drosophila domináns Bar (B) szemalak mutációját
  duplikáció okozza. Elcsúszott párosodásból
  keletkezo triplikációs kromoszóma még erosebb
  fenotípust mutat.

14
A duplikációk lehetoséget adnak a mutációs
változásoknak, a funkciók divergálásának

• Az emberi hemoglobin gén duplikációs változások
  eredménye. Különbözo életkorokban különbözo
  alegységek alakítják ki a muködo hemoglobin
  molekulát.

15
Sok hemoglobin betegség egyenlotlen
átkeresztezodés eredménye
16
Inverziók
Ha két törés történik egy kromoszómán, a törés
180 fokkal elfordulhat az újraegyesülés elott. A
delécióval és duplikációval ellentétben nem
történik mennyiségi változás a genetikai
anyagban. Gyakran életképesek és nem mutatnak
fenotípust. Ha a törés esszenciális funkciójú
génben történik, akkor nem kapunk homozigótát.
17
Az emberi 3. kromoszóma inverziója

• Egy
• heterozigóta férfi
• spermiumaiból
• kimutatták a
• rekombinációs
• termékeket
• Normális 38
• Inverziós 32
• Dp(q)-Df(p) 17
• Dp(p)-Df(q) 13
• A Dp(q)-Df(p) terméket
• kimutatták már
• abnormális gyerekben,
• de a fordított termék
• letális.

18
Reciprok transzlokációk
Két nem-homológ kromoszóma között kölcsönösen
cserélodnek ki darabok. Új kapcsoltsági
viszonyokat alakít ki és drasztikusan
megváltoztathatja a kararányokat.

• Ha akrocentrikus kromoszómák között történik,
  megváltozhat a kromoszóma szám is.

19
Transzlokációk humán esetei I.

• Az 5p1511q23 transzlokációs heterozigóta mutatja
  a cri du chat és a 11q duplikációval összefüggo
  szindrómát is.

20
Transzlokációk humán esetei II.

• Humán rákos sejtekben gyakran fordulnak elo
  transzlokációk.

21
Kromoszóma mutációk II.

• Változások a kromoszóma számban

22
Euploidia
Egy faj alap kromoszómaszáma a monoploid szám
(n). A szervezetek, melyek ezek egészszámú
többszörösét hordozzák az euploidok. Azok az
euploidok, melyek több mint kétszeresét hordozzák
a kromoszómaszámnak a poliploidok. A haploid szám
(n) a gamétákban jelenlevo kromoszómaszám. Pl.
a búza esetében 6n42 és n7.
23
Mono v. Haploidok
A hím méhek, darazsak, hangyák -
parthenogenetikus fejlodés. Nincs normális
meiózisuk. Ha meiózis történik annak
valószínusége, hogy az összes kromoszóma egy
pólushoz vándoroljon (1/2)x-1. Nagy szerepük
van a modern nemesítésben. Pollenkultúra?embrioid?
monoploid növény.
24
A kolhicin biológiai hatása

• A kolhicin az oszi kikericsbol kivont alkaloida,
  amely az osztódási orsót bénítja. Segítségével a
  sejtekben a kromoszómaszám megkétszerezheto.

25
A kolhicin felhasználása

• Kolhicinkezelés használatával a steril monoploid
  növény fertilis diploiddá alakítható.

26
Poliploidok
Autopoliploidok, amelyek ugyanazon faj többszörös
kromoszóma szerelvényét hordozzák. Az
allopoliploidok közelrokon fajok kromoszóma
szerelvényeinek összeadódásából képzodnek.
Ilyenkor, mivel az eredeti fajok kromoszómái csak
részlegesen azonosak, homeológ kromoszómákról
beszélünk.
27
Triploidok

• 4n és 2n keresztezésébol jönnek létre. Meiózisuk
  zavart, életképes, teljes értéku gaméta
  keletkezésének valószínusége (1/2)x, annak
  valószínusége, hogy két ilyen gaméta találkozzon
  és magot képezzen (1/2)x x (1/2)x.

28
AutotetraploidokTöbbnyire a genom spontán
megduplázódásai, melyek eredményeként nagyobb
tömegu egyedeket kapunk.
Di-, tetra- és oktoploidok sztóma méretei.
29
Allopoliploidok (amphidiploidok)

• Az elsot G. Karpecsenko szintetizálta 1928-ban a
  káposzta n19 és a retek n29 keresztezésébol. Az
  új faj neve Raphanobrassica.

30
A Brassica-félék fajképzodése

• Az alloploiploidia
• nagy szerepet
• játszott a
• fajképzodésben.

31
A termesztett búza kialakulása

• A homológ párosodást a B csoport 5.
  kromoszómájának hosszabbik karján található Ph
  gén biztosítja.

32
Szomatikus sejthibridizációval eloállított
allopoliploidok
Protoplaszt polietilénglikol (PEG) segítségével
a sejtek fuzionáltathatók. Nicotinana tabacum (2n
48) eloállítható a N. sylvestris (2n24) x N.
tomentosiformis (2n24) keresztezésével, de
sejtfúzióval is. A N. tabacum bármely szülohöz
visszakeresztezve 36 kromoszómás hibridet ad,
melyben 12 kromoszóma párosodik és 12
univalens. A két valószínu szülo egymással
keresztezve 24 kromoszómás hibridet ad, melyben
nincs párosodás, de N. tabacum eloállítható ezek
kolchicinezésével vagy a két szülo
sejtfúziójával.
33
Poliploidia az állatvilágban
Laposférgek, piócák, garnélák megtermékenyítetlen
petéibol (parthegonenezis) utódok fejlodnek.
Gyakoriak a poliploid kétéltuek és hüllok. Az
osztrigák tenyésztésében fontos szerepet játszik
a triploidia. Némely hal szintén poliploid.
Kimutatható, hogy egy ilyen esemény két
taxonómiai értelemben vett családot
eredményezett. A Salmonoida (lazacfélék) család
tagjai, bár különbözo kromoszómaszámúak, de
kétszer annyi DNS-t tartalmaznak, mint a hozzá
taxonómiailag közelálló család tagjai. A humán
poliploid zigóták többnyire in utero
elpusztulnak, bár triploid bébi születhet, de nem
élnek túl.
34
Aneuploidia - nem euploid
Egy vagy néhány kromoszómával több, vagy kevesebb
van az adott genomban. 2n-1 monoszóm 2n-2
nulliszóm (1 pár homológ elvesztése) 2n1
triszóm 2n11 kettos triszóm. Egy haploid faj
n1 aneuploidját diszómnak nevezzük.
35
Monoszómok (2n-1)

• Többnyire végzetesek, egyrészt a genom
  kiegyensúlyozatlanság, másrészt a letális
  mutációk pszeudodomináns kifejezodése miatt.
• A mitózisban vagy meiózisban bekövetkezo
  kromoszóma szétnemválás (nondisjunction) produkál
  monoszóm és triszóm gamétákat.

36
Emberi monoszóm a Turner szindróma (XO)

• 44A1X, alacsony növésu, a váll és nyak közötti
  borlebennyel, menstruáció nélküli no, 1/5000
  gyakorisággal fordul elo.

37
Emberi triszómia Kleinefelter szindróma (XXY)

• A Kleinefelter szindróma 1/1000 gyakoriságú
  fiúszületés. Nyúlánk, szellemileg elmaradott,
  steril.
• Ellenkezoje az XYY genotípusú szuperférfi
  szintén 1/1000 gyakorisággal fordul elo.
  Meiózisuk XY típusú, nem adnak YY vagy XY
  gamétákat.

38
A 21-es kromoszóma triszómiája Down kór

• Az élo születések 0,15-a, gyakorisága az anya
  korától függ. Szellemileg visszamaradott
  (IQ20-50), széles, lapos arc, távolálló szemek,
  alacsony növés, nagy, redozött nyelv.
• A no lehet fertilis és fele-fele arányban adhat
  normális és triszómiás utódokat. A férfiak nem
  reproduktívak. A közepes életkor kb. 17 év.

39
Az anya életkora és a Down kór gyakorisága
40
Egymillió megfogant emberi zigóta sorsa
41
Szomatikus aneuploidok
Spontán keletkeznek a testi szövetekben.
Embernél az XY zigótából XO/XYY utód jöhet létre
az Y kromoszóma szétnemválása miatt az elso
osztódáskor. Ha ez késobb következik be,
XY/XO/XYY mozaik jön létre. XO/XY mozaik jöhet
létre ha az Y elvész az elso osztódáskor. XX/XY
mozaik kettos megtermékenyítésbol származhat.
42
Gynandromophok

• A Drosophila bilaterális gynanderei. Egy wm/w m
  heterozigótából az elso osztódáskor elveszett a
  wm jellegeket hordozó X kromoszóma, így
  megjelenhet a mutáns fenotípus.