Ma `lumot

7.14: Uch marta takrorlanadigan kasalliklar va genetik kutish - Biologiya

7.14: Uch marta takrorlanadigan kasalliklar va genetik kutish - Biologiya


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.

Ular evolyutsiya uchun zarur bo'lsa-da, DNK sintezidagi nuqsonlar va genomik o'zgarishlar ko'pincha odamga foyda keltirishdan ko'ra genetik (irsiy) kasalliklarga olib keladi. Ma'lum genetik kasalliklarni Internetga asoslangan On-line Mendelian Inheritance in Man (OMIM) ma'lumotlar bazasidan foydalanib o'rganishingiz mumkin.223. Bunday "uch marta takrorlanadigan" kasalliklar mavjud, ular orasida aqliy zaiflik, Xantington kasalligi, irsiy ataksiya va mushak distrofiyasi mavjud. Agar bu "sirg'alib ketadigan" takrorlanishlar oqsilni kodlaydigan DNK hududida sodir bo'lsa, ular takrorlanadigan aminokislotalar hududlariga olib kelishi mumkin. Masalan, Huntingtin polipeptidini kodlovchi genda CAGlar domenining kengayishi Huntingdon xoreasini buzilishiga olib keladi.

Mo'rt X: Ushbu DNK replikatsiyasi nuqsoni ma'lum sababga ega autizmning etakchi shaklidir (autizmning aksariyat shakllari ma'lum sababga ega emas); Autistik shaxslarning ~6% mo'rt X. Mo'rt X, shuningdek, tashvish buzilishi, diqqat etishmasligi giperaktivlik buzilishi, psixoz va obsesif-kompulsiv buzuqlikka olib kelishi mumkin. Mutatsiya X xromosomasida joylashgan FMR-1 genini o'z ichiga olganligi sababli, bu kasallik jinsiy aloqada bo'lib, asosan erkaklarga ta'sir qiladi (XX urg'ochilarga qaraganda XY).224. Ta'sir qilinmagan populyatsiyada FMR-1 geni 6 dan 50 nusxagacha CGG takrorlanishini o'z ichiga oladi. 6 dan 50 gacha takrorlanadigan odamlar fenotipik jihatdan normaldir. 50 dan 200 gacha takrorlanganlar oldindan mutatsiya deb ataladigan narsalarni olib yuradilar; Bu odamlar kamdan -kam hollarda simptomlarni namoyon qiladilar, lekin bolalarga kasallikni yuqtirishlari mumkin. 200 dan ortiq takroriy takrorlanganlar odatda alomatlarni ko'rsatadilar va ko'pincha buzilgan X xromosomaga o'xshaydi - kasallik o'z nomini olgan. Fragile X patogen ketma -ketligi FMR1 genining kodlash hududidan pastda joylashgan. Bu mintaqa kengayganida gen faolligini inhibe qiladi225.

Boshqa DNK nuqsonlari: DNKni tuzatishdagi nuqsonlar og'ir kasalliklarga va ko'pincha saraton kasalligiga olib kelishi mumkin. DNKni tiklash bo'yicha OMIM qidiruvi 654 ta yozuvni qaytaradi! Masalan, nomuvofiqlikni tuzatishdagi nuqsonlar yo'g'on ichak saratoniga moyillikka olib keladi, DNKni tarjima bilan tuzatishdagi nuqsonlar Kokeyn sindromi bilan bog'liq. Kokeyn sindromi bo'lgan odamlar nurga sezgir, qisqa va erta qariydi226.

Xulosa: Bizning genlarga kirishimiz, albatta, juda asosli edi. Biologik dunyoda juda ko'p turli xil o'zgarishlar va murakkabliklar mavjud. Asosiy g'oyalar genlar biologik jihatdan mazmunli DNK ketma-ketligini ifodalaydi. Ma'noli bo'lishi uchun ketma -ketlik organizmda rol o'ynashi kerak, odatda gen mahsulotini (biz bundan keyin ko'rib chiqamiz) va/yoki uning to'g'ri "ifodasini" ta'minlash uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni kodlash orqali, ya'ni ma'lumot qaerda va qachon bo'lishi kerak. gen ishlatiladi. Amaliy muammo shundaki, genlarni ko'pgina tadqiqotlar laboratoriyada yoki sun'iy yoki g'ayritabiiy sharoitda o'stirilgan organizmlar yordamida o'tkaziladi. Laboratoriyada genning amorf mutatsiyasi bilan organizm bo'lishi mumkin, holbuki, bu allelni olib yuruvchi organizmlar haqiqiy dunyoda katta reproduktiv kamchilikka ega bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ma'lum bir allellar to'plami, ma'lum bir genotip, bir muhitda reproduktiv afzalliklarga ega bo'lishi mumkin (bitta ekologik/xulqli joy), boshqasida emas. Bu ta'sirlarni o'lchash qiyin bo'lishi mumkin. Bularning barchasi, shubhasiz, ma'lum bir belgi uchun gen, aniqrog'i aniq bir allel uchun mas'ul, degan shubhali talaffuzlarni ko'rib chiqish uchun ogohlantirish bo'lib xizmat qilishi kerak, ayniqsa, agar bu belgi murakkab, aniqlanmagan va katta ta'sir ko'rsatsa. genomik kontekst (genotipning qolgan qismi) va atrof-muhit omillari bo'yicha.


Trinukleotidlarning takrorlanishi

Trinukleotid traktlarida sodir bo'ladigan DNK kengayishlari takroriy DNKning uzoq qismlarida DNK replikatsiyasini amalga oshirishning noyob biokimyoviy qiyinchiliklari bilan bog'liq. O'rnatish in vitro dalillar shuni ko'rsatadiki, uchlik o'chiriladi yoki uzoq takrorlanadigan traktlarga qo'shiladi, chunki uyali mexanizm uch marta takrorlanadigan ketma -ketlikdan hosil bo'lgan DNK sochlari orqali replikatsiya qilishga harakat qiladi (Uorren va Sherman, 2000). Genomning replikatsiyasi paytida shablonning orqada qolgan zanjirida DNK sintezi uchun DNKning kichik qismlari, Okazaki fragmentlari shablon bo'ylab sintez qilinishi va keyin bitta uzluksiz zanjirga qo'shilishi kerak ( 1-rasm ) (Zubay, 1993). Okazaki bo'laklariga qo'shilish uchun, yuqori bo'lak quyi oqimdan (3 ') keyingi bo'lakka o'tadi va uning kichik qismini DNKning bitta halqali "qopqog'i" sifatida joyiga qo'yadi. 1 -rasm , 1). Flap endonukleaz 1, FEN1, bitta torli DNKning qopqog'ini olib tashlash uchun javob beradigan ferment (Uorren va Sherman, 2000). Bu Okazaki parchalarini oxirigacha bog'lash imkonini beradi va DNKning yovvoyi turini saqlaydi. Trinukleotidli takroriy yo'llarda, bitta ipdan yasalgan qopqoqli DNK, soch turmagining mustahkam tuzilishini hosil qilishi va DNKda FEN1 tomonidan olib tashlanmagan holda qolishi mumkin. 1 -rasm , 2). Qo'shni Okazaki bo'lagiga bog'langandan so'ng, joy o'zgartirilgan soch turmagi yangi DNK zanjiriga qo'shiladi va takroriy mintaqani samarali ravishda kengaytiradi. Model bashorat qiladiki, Okazaki bo'laklaridagi soch qisqichlari orqali DNK replikatsiyasi uchlik birliklarining kiritilishiga olib keladi ( 1 -rasm (a)), DNKning shablon ipida hosil bo'lgan soch qisqichlari uchlik o'chirishga olib keladi ( 1-rasm (b)). Ushbu modelni qo'llab -quvvatlash uchun FEN1 homologi RAD27 uchun nuqsonli xamirturush mutantlari trinukleotidlarning kengayish tezligini ko'rsatadi (Uorren va Sherman, 2000 yilda ko'rib chiqilgan). Boshqa qo'llab -quvvatlovchi ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, CGG trinukleotidi AGG uzilishlari sof CGG traktlariga qaraganda ancha barqaror bo'ladi. AGG uzilishlari replikatsiya paytida primer/shablonni to'g'ri joylashtirishni osonlashtiradigan DNKdagi belgi sifatida harakat qilishi yoki DNKdagi vaqtinchalik soch turmagini beqarorlashtirishi mumkin. Qizig'i shundaki, bu dinamik mutatsiyalarning ko'pchiligi jinsga nisbatan beqarorlikni ko'rsatadi, ya'ni kengayish yoki qisqarish faqat urg'ochi ayol (mo'rt X, Fridreyx ataksiyasi va miyotonik distrofiya) yoki erkak (spinotserebellar ataksiyasi) orqali sodir bo'ladi. Biroq, bu "meiotik qo'zg'alish" ko'pincha somatik mozaikaga hamroh bo'ladi, bu erda nametetik bo'lmagan hujayralar har xil allel o'lchamiga ega (Uells va Uorren, 1998).

1 -rasm. DNK replikatsiyasi. Yangi sintez qilingan DNK iplari uchun polimerizatsiya 5 dan 3 'gacha davom etadi. Kechiktirilgan ipda har bir Okazaki bo'lagi uchun sintez 5 ' - 3' davom etadi, lekin bo'laklarning cho'zilishi, uchrashishi va bir -biriga bog'lanishi natijasida umumiy oqsil sintezi 3 ' - 5' gacha davom etadi. Okazaki fragmentlari sintezning xronologik tartibida 1, 2 va 3 bilan ko'rsatilgan.

Genetika kutilgan kasalliklar uchun (polyQ kasalliklari, mo'rt X sindromi, miotonik distrofiya va Fridreyx ataksiyasi), uch marta takrorlanish davomiyligi va kasallikning boshlang'ich yoshi o'rtasidagi salbiy korrelyatsiya, takroriy davomiylik va kasallikning zo'ravonligi o'rtasidagi ijobiy korrelyatsiya ko'p narsani ochib beradi. Sherman paradoksi kabi (McInnis, 1996). Shunga qaramay, trinukleotidlarning naslga o'tishi mexanizmini tushuntirib, bu taxminni molekulyar darajada aniqlash mumkin. Mutatsiyalarni kodlash uchun CAG takrorlanganda polyQ kengayadi va kengaygan polyQ dominant funktsiyasini oladi.

Har ikkala kodlovchi va kodlanmagan dinamik triplet takroriy genlar "normal" takrorlanishning xarakterli diapazoniga ega bo'lib, bu ta'sirlanmagan populyatsiyada ma'lum darajada heterojenlikka imkon beradi ( 1-jadval ). PABP2, okulofaringeal mushak distrofiyasi uchun poliA-bog'lovchi oqsil 2 geni, hatto kichik kengayish yoki qisqarishga ham toqat qilmaydi. PABP2 da GCG takrorining kengayishi polialanin uchun faqat bitta takroriy (retsessiv shakl) yoki uchta takroriy (dominant shakl) kodlash qo'shilgandan so'ng patogen bo'ladi (Brais). va boshqalar., 1998 ).

Trinukleotidlarning takroriy kengayishiga asos bo'lgan mutatsiya mexanizmini kashf qilish bizga genetik kutish hodisalarini molekulyar nuqtai nazardan aniqlash imkonini berdi. Biz irsiy kasalliklarning butun sinfini tushunamiz va fenotipni takrorlanuvchi trinukleotid genotipi bilan bog'lashimiz mumkin. Bu kasalliklarning har biri haqida ko'proq bilib olsak, biz genomik polimorfizmlar, xromatin tuzilishi, DNK replikatsiyasi, metilasyon, transkripsiya, tarjima va oqsil degradatsiyasi haqida ham ma'lumotga ega bo'lamiz. Trinukleotidlarning takrorlanishi dinamik DNK bo'yicha dinamik tadqiqotlar uchun yangi oyna ochdi.


Genetiklar kutish deganda nimani anglatadi?

Ba'zi genetik kasalliklarning belgilari va alomatlari og'irroq bo'lib, erta yoshda paydo bo'ladi, chunki kasallik avloddan-avlodga o'tadi. Bu hodisa kutish deb ataladi. Kutish ko'pincha asab tizimining ma'lum genetik kasalliklarida, masalan, Xantington kasalligi, miotonik distrofiya va mo'rt X sindromida kuzatiladi.

Kutish, odatda, trinukleotidlarning takroriy kengayishi deb ataladigan g'ayrioddiy turdagi mutatsiyadan kelib chiqadigan buzilishlar bilan yuzaga keladi. Trinukleotidlarning takrorlanishi - ketma -ket bir necha marta takrorlanadigan uchta DNK qurilish bloklari (nukleotidlar) ketma -ketligi. Bu takroriy sonlarning g'ayritabiiy soniga ega DNK segmentlari beqaror va hujayra bo'linishidagi xatolarga moyil. Takrorlashlar soni o'zgarishi mumkin, chunki gen ota -onadan bolaga o'tadi. Agar takrorlanishlar soni ko'paysa, bu trinukleotidlarning takrorlanish kengayishi deb ataladi. Ba'zi hollarda, gen normal ishlashini to'xtatmaguncha, trinukleotidlarning takrorlanishi kengayishi mumkin. Ushbu kengayish ba'zi kasalliklarning xususiyatlarini har bir keyingi avlod bilan yanada og'irlashishiga olib keladi.

Ko'pgina irsiy kasalliklar ta'sirlangan odamlarda, shu jumladan bir oiladagi ta'sirlangan odamlarda farq qiluvchi belgilar va alomatlarga ega. Bu farqlarning barchasini oldindan sezish bilan izohlab bo'lmaydi. Genetik, atrof-muhit va turmush tarzi omillarining kombinatsiyasi, ehtimol, o'zgaruvchanlik uchun javobgardir, garchi bu omillarning aksariyati aniqlanmagan. Tadqiqotchilar zararlangan oila a'zolarining bir necha avlodlarini o'rganadilar va kasallikning irsiy sababini ko'rib chiqadilar.


Bakalavriat uchun sharh

Trinukleotidlarning takroriy buzilishi - bu uzoq vaqtdan beri klinik jihatdan yaxshi ta'riflangan genetik kasalliklarning soyabon guruhi, ammo ilmiy hamjamiyat ularning molekulyar asoslarini tushuna boshlagan. Ular genomning kodlangan yoki kodlanmagan hududida tegishli uchlik takrorlanishining joylashishiga qarab ikkita asosiy guruhga bo'linadi. Kasallikning o'ziga xos chegarasidan o'tgan takroriy kengayish kasallik belgilari sifatida namoyon bo'ladigan molekulyar va hujayrali anormalliklarga olib keladi. Takroriy kengayish DNK replikatsiyasi va/yoki transkripsiya vositasida DNKni tuzatish paytida siljish natijasida yuzaga kelishi taxmin qilingan. Trinukleotidlarning takroriy buzilishi genetik kutish bilan tavsiflanadi, bu kasallikning kuchayishi va kasallikning erta boshlanishi bilan belgilanadi, chunki u ketma -ket avlodlarga meros bo'lib o'tadi. Xantington kasalligini tahlil qilish orqali trinukleotidlarning takrorlanish buzilishini kodlash misoli va Fragile X sindromini kodlamaydigan trinukleotidlarning takrorlanish buzilishi misoli sifatida, bu ish ushbu halokatli kasalliklar guruhining tabiatini va ularni tuzadigan asosiy molekulyar jarayonlarni o'rganadi. . Asosiy xususiyatlarning umumiy bo'lishiga qaramay, bu kasalliklar ularning joylashuvi va buzilgan funktsiyaning tabiatiga qarab takroriy kengayishlar yaratishi mumkin bo'lgan turli xil buzilishlarda sezilarli darajada farqlanadi. Har bir kasallikning mexanizmi va o'ziga xos xususiyatlarini tushunish to'g'ri davolash usullarini ishlab chiqish uchun haligacha muhim bo'lib qolmoqda.

Muallif haqida eslatma

Kara Strobel Hujayra biologiyasi kursi uchun ushbu inshoni 2012 yilning bahor semestrida yozgan. Hujayra biologiyasi bilan bog'liq mavzudagi erkin hukmronlikni hisobga olgan holda, u bir nechta keng tarqalgan kasalliklarning o'ziga xos xususiyatlarini o'rganish va solishtirishni xohladi.

Tavsiya etilgan iqtibos

Strobel, Kara (2013). Trinukleotidlarning takrorlanishi buzilishlarining turli mexanizmlari: Fragile X sindromi va Xantington kasalligini o'rganish. Bakalavrlarni tekshirish, 9, 151-156.
Bu erda mavjud: https://vc.bridgew.edu/undergrad_rev/vol9/iss1/30

Huquqlar to'g'risidagi bayonot

da chop etilgan maqolalar Bakalavriat tekshiruvi individual ishtirokchilarning mulki bo'lib, ularni qo'shimchining roziligisiz qayta chop etish, qayta formatlash, qayta ishlatish yoki ko'paytirish mumkin emas.


Videoni tomosha qiling: Eshakyemi: Kelib chiqish sabablari, belgilari va yechimlar haqida batafsil (Iyul 2022).


Izohlar:

  1. Faerr

    Men konyakning juda katta muxlisiman. Men konyakni juda yaxshi ko'raman, men uni yiliga ikki martadan ortiq ichishga ruxsat bermayman. Men qanday muxlisman! Bu bayram bo'lishi kerak!

  2. Corbett

    Sizni tabriklayman, fikringiz ajoyib

  3. Tennyson

    Maftunkor ibora

  4. Nelabar

    Ajoyib, foydali narsa



Xabar yozing