Инсерция

Делеции и инсерции: виды, последствия

Инсерция

Мутации могут также вызываться инсерцией, инверсией, слиянием или делецией последовательности ДНК.

Некоторые делеции и инсерции захватывают только несколько нуклеотидов и обычно легко обнаруживаются при секвенировании.

В других случаях утрачивается, инвертируется, дублируется или транслоцируется значимый сегмент или целый ген, создавая новое размещение генной последовательности.

Такие мутации обычно обнаруживают на уровне блот-гибридизации ДНК пациента по Саузерну или ПЦР, выявляющими новые последовательности, созданные транслоцированным сегментом.

В редких случаях делеции достаточно велики, чтобы быть видимыми на цитогенетическом уровне.

Чтобы обнаруживаться даже с помощью высокоразрешающих методов окраски на стадии прометафазы, эти мутации обычно должны захватывать от 2 до 4 миллионов пар оснований ДНК.

Во многих примерах такие делеции захватывают более одного гена и вызывают синдромы генных последовательностей. Межхромосомные транслокации легче всего обнаружить методом SKY.

Небольшие делеции и инсерции

Некоторые делеции и инсерции влияют на незначительное число пар оснований. Когда число пар не кратно трем (т.е. захватывает не целое количество кодонов) и мутация находится в кодирующей последовательности, изменяется рамка считывания, начиная с участка инсерции или делеции. Такие мутации называются мутациями сдвига рамки.

В точке инсерции или делеции генерируется другая последовательность кодонов, кодирующая несколько аномальных аминокислот и завершающаяся стоп-кодоном в смещенной рамке. Если число оснований кратно трем, сдвига рамки не происходит, и в продукте гена обнаруживается инсерция или делеция соответствующих аминокислот.

Мутация со сдвигом рамки считывания, при которой вставка (инсерция) или выпадение (делеция) пары оснований ведут к образованию стоп-кодона и, как правило, синтезу укороченного белка

Большие делеции и инсерции

Изменения структурных генов, достаточно большие, чтобы выявляться блот-гибридизацией по Саузерну, встречаются сравнительно редко, но описаны при многих наследственных болезнях. Частота таких мутаций заметно отличается среди разных генетических заболеваний; некоторые характеризуются высокой частотой обнаруживаемых делеции, при других делеции бывают редкой причиной мутации.

Например, делеции большого гена дистрофина в Х-хромосоме при мышечной дистрофии Дюшенна или большого гена нейрофибромина при нейрофиброматозе I типа присутствуют более чем в 60% случаев. Большинство случаев а-талассемии — следствие делеции одного из двух генов b-глобина в хромосоме 16, тогда как b-талассемия только изредка вызывается делениями в гене b-глобина.

В некоторых случаях основа делеции гена хорошо известна и связана с нарушением рекомбинации между многочисленными копиями аналогичных или идентичных последовательностей ДНК. В других случаях причины делеции неизвестны.

Инсерция больших участков ДНК — причина мутаций, встречающихся значительно реже делеции. Тем не менее новый механизм мутации, инсерция последовательности LINE, описан в нескольких не родственных спорадических случаях у больных с гемофилией.

Семейство повторных последовательностей LINE представляет класс повторяющейся ДНК, которая может транскрибироваться в РНК, которая, в свою очередь, после обратной транскрипции генерирует последовательности ДНК, способные включать себя в различные места в геноме. У нескольких пациентов с гемофилией А в экзоне гена фактора VIII обнаружена прерывающая кодирующую последовательность и инактивирующая ген LINE последовательность длиной несколько килобаз.

Это обнаружение позволяет предполагать, что по крайней мере некоторые из 850 000 копий семейства LINE, имеющихся в геноме человека, способны вызвать болезнь за счет инсерции.

Эффекты рекомбинации

Важная причина мутаций при некоторых заболеваниях — делеции или дупликации, вызванные рекомбинацией весьма похожих или идентичных последовательностей ДНК.

Например, как причина дупликации нескольких экзонов при семейной гиперхолестеринемии подтверждена рекомбинация между разными участками семейства диспергированных повторов класса Alu, располагающихся в интронах гена рецептора ЛПНП.

В других случаях ген может принадлежать семейству генов, представленных аналогичными копиями гена, располагающихся в хромосоме последовательно.

Когда члены такого семейства генов располагаются тандемно в одном хромосомном регионе, они иногда неправильно спариваются или в мейозе (когда спариваются два гомолога), или после репликации в митозе (когда обмениваются ДНК две сестринские хроматиды).

Рекомбинация, происходящая между неправильно спаренными хромосомами или сестринскими хроматидами, может привести к делеции или дупликации гена.

Считают, что неравный кроссинговер вызывает делецию одного из генов b-глобина при а-талассемии и изменения в числе копий гена зеленого пигмента в кластере генов красного и зеленого зрительного пигмента в Х-хромосоме как у людей с нормальным цветовым зрением, так и у мужчин со Х-сцепленными дефектами восприятия красного и зеленого цветов.

Возможны также аномальные спаривание и рекомбинация между двумя сходными последовательностями, повторяющимися в одной нити ДНК; в зависимости от ориентации последовательностей, такая рекомбинация может вести к делеции или инверсии. Например, почти половина всех случаев тяжелой гемофилии — следствие рекомбинации, инвертирующей множество экзонов и нарушающей структуру гена.

– Также рекомендуем “Динамические мутации. Оценка частоты мутаций”

Оглавление темы “Мутации”:

Источник: //meduniver.com/Medical/genetika/delecii_i_insercii.html

ПОИСК

Инсерция
    Мутации, сдвигающие рамку считывания информации. Это может происходить при выпадении какого-либо нуклеотидного звена цепи ДНК (деле-ции) или вставки дополнительных нуклеотидов (инсерции).

Сдвиг рамки считывания меняет всю программу синтеза полипептидной цепи и, как правило, приводит к образованию нефункциональных белков, которые быстро деградируют в клетках. [c.455]

    ВСТАВКИ (ИНСЕРЦИИ).

Обнаруживаются благодаря присутствию в ДНК дополнительных пар оснований. [c.520]

    Наблюдаемые небольшие различия в pH между этими полипептидами могут обусловливаться дезамидированием остатков аспарагина и глутамина или точковыми мутациями в генной последовательности. Различия в молекулярной массе можно объяснить причинами, рассмотренными выше (делеции, дупликации, инсерции и пр.). [c.58]

    По полученным на радиоавтографе полосам судят о присутствии анализируемого фрагмента в геноме, изменениях в этой последовательности (делеции, инсерции), а по интенсивности полос можно определить число копий гена в геноме. Таким образом, описанный метод активно используется как для анализа отдельных генов, так и целых геномов. [c.48]

    В сайтах, смежных по отношению к инсерции, возникают делеции бактериальных генов (рис. 8.12). [c.242]

    В смежных по отношению к инсерции сайтах происходят инверсии бактериальных генов. [c.242]

    Тп 5 К канамицину 5400 8/9 9 Концы Тп 5 представляют собой противоположно ориентированные инсерции 1850 [c.245]

    Тп 10 к тетрациклину 9300 17/23 9 Концы Тп 10 представляют собой противоположно ориентированные инсерции 1810 [c.245]

    Тп 1681 К теплоустойчивому энтеротоксину 2088 18/23 9 Концы Тп 1681 представляют собой инсерции 181 [c.245]

    Инсерция (18) Перепечатывание колоний [c.255]

    Транспозицией называется перемещение участка хромосомы либо внутри той же хромосомы (рис. 21.2), либо в другую хромосому. Интересный класс транспозиций связан с функционированием подвижных генетических элементов, обсуждавшихся в гл. 8.

Они бывают двух типов инсерции-относительно короткие последовательности ДНК, которые несут информацию, необходимую для собственной транспозиции, и транспозоны, которые помимо информации, необходимой для транспозиции, кодируют фенотипические признаки.

[c.54]

    В хромосомных ДНК прокариотических и эзгкариотических клеток имеются также контролирующие или так называемые “прыгающие” подвижные гены — транспозоны (Тп), впервые открытые Б Мак-Клинток в 1940 г у кукурузы Они находятся на значительном расстоянии от других генов, на которые оказывают влияние Благодаря мутациям, названным “транспозонными взрывами”, возможно массовое и в известной мере направленное перемещение генетических элементов Транспозоны способны реплицироваться и внедряться (инсерция) в виде одной из копий в новое место генома (ДНК ядра) У бактерий преобладающая часть транспозонов кодирует фермент транспозазу, катализирующую реакцию встраивания транспозона в ДНК В последнее время их отождествляют с интронами, рассмотренными выше [c.164]

Рис. 22.14. Нуклеотидные различия между двумя аллелями гена у. В верхней части даны замены нуклеотидов, в нижней- деле-ции/инсерции. Схема строения самого гена изображена посредине черные участки-это эк-зоны, белые-интроны,

    МУТАЦИЯ, наследуемое изменение генотипа. Различают точечные М. и крупные перестройки ДНК. К точечным относятся замены одиночных пар оснований ДНК (транзи-ции — замены одного пурина на другой и одного пиримидина на другой, трансверсии — замены пурина на пиримидин и наоборот) и выпадения или вставки одиночных нуклеотидных пар ДНК (мутации со сдвигом рамки считывания). Замена пары оснований может приводить к изменению кодона и послед, замене аминокислоты в кодируемом белке (миссенс-мутация) или же к образованию бессмысленного кодона и прекращению трансляции данной матричной РНК (нонсенс-мутация). К крупным перестройкам ДНК относятся делении (выпадения), дупликации (удвоения), инверсии (повороты на 180°), транслокации (перемещения) участков ДНК, а также инсерции (встраивания) новых сегментов ДНК. Иногда к М. относят изменения числа хромосом в клетке (геномная М.). Различают спонтанные М., возникающие с частотой 10 —10 (отношение числа мутировавших нуклеотидных звеньев к общему числу мономерных звеньев ДНК), и индуцированные, частота к-рых может пре-вьипат . 10 М. могут быть индуцированы хим. (дезаминирующие, алкилирующие и др. реагенты), физ. (ионизирующие излучения) и биол. мигрирующие генетические элементы) мутагенными факторами. Частота и специфичность возникновения спонтанных и индуцированных М. находятся под генетич. контролем. [c.356]

    Когда мобильный элемент встраивается в структурный ген, целостность последнего нарушается, что приводит к генной мутации. Кроме того, инсерция мобильного элемента может привести к возникновению хромосомных аберраций, таких, как делеции, дупликации, инверсии и транслокации. [c.141]

    Делеции и инсерции, длина которых не кратна трем нуклеотидам, нарушают нормальное считывание генетической информации, в результате чего синтезируются нефункциональные цепи глобина. В различных популяциях обнаружено семь подобных мутаций, вызывающих р°-талассемию (табл. 4.17). [c.91]

    Длины ребер т , т , т и т можно рассматривать пропорциональными временам нахождения ПП 1, 2, 8, 4 и 5, соответственно, в сайтах инсерции. Поэтому среднее значение этих длин т можно рассматривать как величину, обратнопропорциональную частоте выщепления ПП из генома ц. [c.71]

    В отношении генетической структуры различают три класса мутантов со следуюгцими дефектами 1) одна пара оснований заменена другой, например вместо АТ может быть ОС или наоборот 2) включена дополнительная пара оснований в нуклеотидную последовательность или утрачена одна из существовавших пар 3) группа оснований или даже генов может быть утрачена (делеция), перемещена в пределах хромосомы (транспозиция) или разорвана путем вставки посторонней ДНК (инсерция). [c.443]

    Макроэволюционные события [671] приводят к инсерциям, делениям или перераспределению последовательностей ДНК в репликонах. Такие рекомбинационные события изменяют структурную целостность плазмиды и тем самым могут влиять на экспрессию ее генов путем их переориентации относительно промотора [672] или удаления инсерционно инактивированных [c.325]

    Каковы последствия присутствия в геноме транспозирующихся последовательностей, способных к воспроизведению и перемещению Возможные преимущества, создаваемые для организма транспозонами, связаны с их способностью индуцировать прямым или косвенным путем перестройки.

Событие транспозиции само по себе может вызывать делеции, инверсии или способствовать переносу последовательности хозяина в новое место на хромосоме. Транспозоны могут создавать в клеточных системах частичные области гомологии, поскольку их копии в разных местах (даже на разных хромосомах) обеспечивают возможность реципрокной рекомбинации.

Такие обмены могут приводить к делециям, инсерциям, инверсиям или транслокациям. [c.458]

    Транспозирующиеся элементы были открыты при обнаружении вставок (инсерций) нового материала в пределах бактериальных оперонов. Такие вставки локализуются внутри гена и предотвращают его транскрипцию и (или) трансляцию.

Кроме того, они могут проявлять полярный эффект, выражающийся в уменьшении степени экспрессии следующих за ними генов оперона.

Первоначально определенные как негативные мутации, вставки були идентифицированы благодаря тому, что в отличие от точечных мутаций единственной формой реверсий для них является делетирование встроенного материала.

При сравнении последовательностей, присутствующих в различных инсерционных мутантах, оказалось возможным классифицировать несколько дискретных элементов. Каждый тип элемента мог быть встроен в любой ориентации в определенный сайт. [c.459]

    Последовательности, гомологичные инсерциям I типа, встречаются помимо генов рРНК в других положениях, что согласуется с представлением о них как о бывших транспозонах. Они часто встречаются в виде тандемных повторов, перемежающихся с негомологичной ДНК. [c.476]

    Тп 9 К хлорамфени-колу 2638 18/23 9 Концы Тп 9 представляют собой одинаково ориентированные инсерции 181 [c.245]

    Мутации сдвига рамки. Мутации, вызванные либо инсерцией, либо делецией нуклеотидов ДНК, в результате которых изменяется рамка трансляции кодонов в молекуле мРНК приводят к появлению ненормальной последовательности аминокислот в молекуле белка, начиная с точки, соответствующей положению мутации. [c.310]

    Для анализа структуры гена альбумина дефектных мыщей был использован метод Саузерн-блоттинга.

В данном случае вместо РНК анализируется ДНК Изолированную ДНК сначала обрабатывают рестрицирующими нуклеазами, затем полученные фрагменты разделяют по размеру гель-электрофорезом и выявляют комплементарные ДНК-зонду альбумина с помощью переноса и гибридизации, как это описано для РНК (см. рис. 4-72).

Повторяя эту процедуру с различными рестрицирующими нуклеазами, можно получить детальную рестрикционную карту генома в участке альбуминового гена (см. разд. 4.6.2). Анализируя эту карту, можно ответить на вопрос, несет ли альбуминовый ген у дефектных животных перестройки, например, делеции или инсерции коротких фрагментов ДНК. [c.240]

    Самоинактивирующиеся векторы, или векторы- самоубийцы ,, разработаны для того, чтобы исключить влияние вирусных промоторов и энхансеров на экспрессию гена, поставленного под контроль внутреннего промотора [29].

Эти векторы сконструированы таким образом, что в процессе обратной транскрипции и интеграции те участки вирусного генома, которые содержат промоторные и энхансерные элементы, подвергаются делец ш. Провирусные LTR в инфицированных клетках становятся транскрипционно неактивными.

Это способствует нормальной экспрессии генов, транскрибируемых с внутреннего промотора и исключает возможность нежелательных последствий включения (инсерции) провируса, в частности транскрипционной активации соседних генов [13].

Несмотря на то что титр вирусных препаратов, полученных на основе подобных векторов, был достаточно низок (10 к. о. е./мл [29]), самоинактивирующиеся векторы можно рассматривать как наиболее перспективные кандидаты для применения в генотерапии человека [3]. [c.285]

    Инсерция полной последовательности, кодирующей белок (7 т.п.н. в плазмиду -> введение в клеточную линию почки хомячка -> экспрессия фактора VIII [c.136]

    Участвуют ли онкогены в канцерогенезе, обусловленном хромосомными перестройками При рассмотрении результатов изучения онкогенов (особенно данных о том, что инсерция онкогенов рядом с сильными промоторами приводит к их активации) возникает вопрос может быть при хромосомных перестройках, специфичных для определенных неоплазий (раздел 5.1.6.4), решающую роль играют перемещения онкогенов в области, соседние с промоторно/энхансер-ными участками (и, возможно, в области, примыкающие к другим регуляторным генам) Поэтому в настоящее время многие группы исследователей занимаются изучением онкогенов и их активности в опухолях при локализации в нормальных и перестроенных хромосомах (рис. 5.39). При лимфоме Беркитта, например, может происходить 20-кратное увеличение транскрипции гена с-тус [1704]. В плазмацитомах мышей обнаружена транслокация, сходная с той, которая у людей приводит к лимфоме Беркитта, между терминальным участком хромосомы 15, несущим с-тус, и хромосомой 12. Точка разрыва совпадает с константным участком гена тяжелой цепи иммуноглобулина. Сходная ситуация, по-видимому, имеет место в случае лимфомы Беркитта у человека. Онкоген с-аЫ человека локализуется в терминальном диске длинного плеча хромосомы 9-в том самом диске, который расположен в точке разрыва, происходящего при транслокации 9 22 (она сопряжена с хроническим миелоидным лейкозом). Пока слишком рано делать окончательные выводы однако предварительные данные свидетельствуют в пользу гипотезы о том, что активация онкогенов действительно может играть определенную роль в канцерогенезе, обусловленном хромосомными перестройками Протоонкогены обнаружены также в виде [c.216]

Источник: //www.chem21.info/info/80134/

Ваш Недуг
Добавить комментарий