Genetske mutacije

Mutacijama nastaju nove genetske varijacije, čime se ostvaruje raznovrsnost i stvara se osnova za delovanje prirodne selekcije i evolucije.

Генске мутације јесу промене редоследа и састава нуклеотида у ДНК које нису наслеђене од родитеља, трајно се задржавају и преносе у наредну генерацију ћелија. За разлику од хромозомских мутација, не могу се видети под микроскопом, па се не могу открити морфолошким цитогенетским методама.

Дешавају се у свим организмима и ћелијама као резултат њиховог нормалног рада у сагласности са животном средином. Такве мутације називају се спонтане и узрок њиховог постанка није увек познат. Настају као грешке током репликације и као хемијска оштећења молекула ДНК. Mory се догодити на било ком делу ДНК и хромозома. Спонтане мутације могу настати деловањем слободних радикала, који настају као споредни производи метаболизма ћелије.

За разлику од спонтаних мутација, мутације које изазива неки фактор спољашње средине су индуковане мутације.Фактори који узрокују мутације називају се мутагени. То могу да буду хемијски, физички или биолошки фактори, који су природног порекла или их је створио човек. У ћелији постоје механизми поправке ДНК (репер-механизми) који исправљају грешке.Грешке на ДНК које овим механизмима нису исправљене представљају мутације.

Могу се догодити у соматској или полној ћелији.Промене гена у телесним (соматским) ћелијама су соматске мутације. Деобом ћелије соматска мутација се преноси на кћерке ћелије, али је ограничена на одређено ткиво или на део органа. Соматска мутација може се испољити на фенотипу особе у којој је настала, али се не преноси на потомство.

Особе које имају соматску мутацију су генетички мозаици зато што се код њих образују две групе ћелија. Једна група ћелија настаје митозама мутиране ћелије, а друга митозама ћелије која није мутирала. Ове мутације углавном захватају мали број ћелија.

Пример за мозаицизам код човека је да једна особа у дужици ока може имати и плаво и смеђе поље или чак једно плаво, а друго смеђе око.

Посебно су значајне соматске мутације, које узрокују неконтролисан раст и неконтролисане деобе ћелија укључених у настанак различитих облика канцера. Према једној од теорија старења, мутације су главни узрок старења јер изазивају неправилан рад ћелија.

Промене гена у полним ћелијама су герминативне мутације и оне се преносе на потомство.Утичу на генетичку варијабилност врсте. Могу да настану спонтано или индуковано.

Мутације могу да буду доминантне и рецесивне.Доминантне се испољавају и у хомозиготном и у хетерозиготном стању, док се рецесивне испољавају само у хомозиготном стању.

Према јачини дејства на фенотип носиоца, мутације могу да буду:

1. тихе,

2. неутралне,

3. штетне,

4. условне и

5. леталне.

Тихе мутације узрокују замену једног кодона другим који кодира исту амино-киселину, па се не одражавају на фенотипу и мутације су већином такве.

Неутралне мутације не изазивају никакав штетан ефекат, већ узрокују образовање различитих доминантних и рецесивних алела који дају разлике у нпр. боји очију или косе, као и у особинама личности.

Штетне мутације изазивају појаву наследних болести.

Леталне мутације узрокују смрт у ембрионалном и феталном развићу или у различитом периоду после рођења.

Условnе мутације се испољавају на фенотипу само у одређеним условима средине (нпр. при одређеној температури).

MUTAGENI

Мутагени су фактори спољашње средине који изазивају мутације.

Сврставају се у три групе:

1. хемијске,

2. физичке и

3. биолошке мутагене

HEMIJSKI MUTAGENI

Хемијски мутагени су бројна хемијска једињења и молекули, у које се могу уврстити:

1. хемијски додаци храни и пићу (конзерванси, адитиви, заслађивачи, боје и др.),

2. хемијски загађивачи ваздуха (издувни гасови)

3. вода (отпадне воде),

4. додаци лековима,

5. антибиотици,

6. пестициди и др.

Хемијски мутагени делују на молекул ДНК на различите начине. Могу да промене хемијску природу азотних база у ДНК, па се током репликације базе погрешно спарују. Хемијски мутагени могу да узрокују и појаву дупликација и делеција, чиме се мења оквир читања генетичког кода за одређени протеин.

Дувански дим, лекови, начин исхране и др. могу да изазову повећано стварање слободних радикала. Слободни радикали су нестабилни молекули, веома реактивни, који у организму ступају у хемијске реакције с деловима ћелије и изазивају њихово оштећење.Већина хемијских мутагена истовремено је и канцерогена.

FIZIČKI MUTAGENI

Физички мутагени су различите врсте зрачења чији ефекат на ћелију зависи од фазе ћелијског циклуса.

Јонизујуће зрачење (космичко зрачење, х-зраци или рендгенски зраци) је високоенергетско зрачење. Пролази кроз ткива и производи високореактивне јоне и слободне радикале. Може да узрокује прекид једног ланца или оба ланца ДНК тако што иза- зива делеције у распону од само неколико нуклеотида до губитка великих делова хромозома. Високоенергетско зрачење је најштетнији познати облик мутагена.

УВ зрачење Сунца садржи мање енергије него јонизујуће зрачење, али је и даље моћан мутаген. УВ зрачење има малу продорну моћ, па може да изазове промене само у површинским ћелијама човекове коже. Највећи део тог зрачења апсорбује озонски омотач. Појава оштећеног озонског омотача, изазвана прекомерним загађењем, ствара оштећена ДНК у ћелијама коже, што узрокује рак тих ћелија.

Пигмент меланин на кожи помаже да се апсорбује УВ зрачење и нуди одређену заштиту ДНК унутар ћелија коже. УВ зрачење најчешће изазива повезивање суседних нуклеотида у ланцу ДНК, што деформише двоструку спиралу и тиме ремети њену репликацију.

Ово зрачење има кумулативно дејство. Тако да се мале доzе, сабирају и могу негативно деловати на ћелију или организам.

BIOLOŠKI MUTAGENI

Биолошки мутагени су живи организми (вируси, бактерије, неки цревни паразити), као и њихови производи и структуре. Вируси се могу убацити у геном домаћина и изазвати његово оштећење због којег се касније може појавити рак.