Hem Svampar Typer av mutationer, orsaker, exempel. DNA-mutationer Hur uppstår genmutationer?

Svampar

Typer av mutationer, orsaker, exempel. DNA-mutationer Hur uppstår genmutationer?

Hur uppstår skadliga gener?

Även om genernas huvudsakliga egenskap är korrekt självkopiering, på grund av vilken den ärftliga överföringen av många egenskaper från föräldrar till barn inträffar, är denna egenskap inte absolut. Det genetiska materialets natur är dubbel. Gener har också förmågan att förändras och förvärva nya egenskaper. Sådana genförändringar kallas mutationer. Och det är genmutationer som skapar den variation som är nödvändig för utvecklingen av levande materia och mångfalden av livsformer. Mutationer förekommer i alla celler i kroppen, men endast gener från könsceller kan överföras till avkomma.

Skälen till mutationer är att många miljöfaktorer som varje organism interagerar med under hela livet kan störa den strikta ordningen i processen för självreproduktion av gener och kromosomer som helhet, vilket leder till fel i arv. Experiment har fastställt följande faktorer som orsakar mutationer: joniserande strålning, kemikalier och hög temperatur. Uppenbarligen finns alla dessa faktorer i den naturliga mänskliga miljön (till exempel naturlig bakgrundsstrålning, kosmisk strålning). Mutationer har alltid funnits som ett helt vanligt naturfenomen.

Eftersom mutationer i huvudsak är fel i överföringen av genetiskt material är mutationer slumpmässiga och oriktade till sin natur, det vill säga de kan vara både fördelaktiga och skadliga och relativt neutrala för kroppen.

Fördelaktiga mutationer fixeras under evolutionens gång och utgör grunden för den progressiva utvecklingen av livet på jorden, medan skadliga, som minskar livskraften, så att säga är andra sidan av myntet. De ligger bakom ärftliga sjukdomar i all sin mångfald.

Det finns två typer av mutationer:

genetisk (på molekylär nivå)
och kromosomal (ändrar antalet eller strukturen av kromosomer på cellnivå)

Båda kan orsakas av samma faktorer.

Hur ofta uppstår mutationer?
Är utseendet på ett sjukt barn ofta förknippat med en ny mutation?

Om mutationer inträffade för ofta, skulle variationen i den levande naturen råda över ärftlighet och inga stabila livsformer skulle existera. Logiken dikterar uppenbarligen att mutationer är sällsynta händelser, åtminstone mycket sällsynta än möjligheten att bevara egenskaperna hos gener när de överförs från föräldrar till barn.

Den faktiska frekvensen av mutationer för individuella mänskliga gener är i genomsnitt från 1:105 till 1:108. Det betyder att ungefär en på en miljon könsceller bär på en ny mutation i varje generation. Eller med andra ord, även om detta är en förenkling, kan vi säga att för varje miljon fall av normal genöverföring finns det ett fall av mutation. Det viktiga är att när den väl har uppstått kan den eller den nya mutationen överföras till efterföljande generationer, det vill säga fixeras genom nedärvningsmekanismen, eftersom omvända mutationer som återställer genen till sitt ursprungliga tillstånd är lika sällsynta.

I populationer beror förhållandet mellan antalet mutanter och de som ärvt en skadlig gen från sina föräldrar (segreganter) bland alla patienter både på typen av arv och på deras förmåga att lämna avkomma. I klassiska recessiva sjukdomar kan en skadlig mutation överföras obemärkt genom många generationer av friska bärare tills två bärare av samma skadliga gen gifter sig, och då är nästan varje sådant fall av födseln av ett sjukt barn förknippat med arv, och inte med en ny mutation.

Vid dominerande sjukdomar är andelen mutanter omvänt relaterad till patienters fertilitet. Det är uppenbart att när en sjukdom leder till tidig död eller oförmåga hos patienter att skaffa barn, är det omöjligt att ärva sjukdomen från föräldrar. Om sjukdomen inte påverkar den förväntade livslängden eller förmågan att skaffa barn, kommer tvärtom ärftliga fall att dominera, och nya mutationer kommer att vara sällsynta i jämförelse.

Till exempel, i en av formerna av dvärgväxt (dominant akondroplasi), av sociala och biologiska skäl, är reproduktionen av dvärgar betydligt lägre än genomsnittet i denna befolkningsgrupp är det cirka 5 gånger färre barn jämfört med andra. Om vi tar den genomsnittliga reproduktionsfaktorn lika normal som 1, så blir den för dvärgar lika med 0,2. Det betyder att 80 % av de drabbade i varje generation är resultatet av en ny mutation, och endast 20 % av de drabbade ärver dvärgväxt från sina föräldrar.

Vid ärftliga sjukdomar som är genetiskt kopplade till sex beror även andelen mutanter bland sjuka pojkar och män på patienternas relativa fertilitet, men här kommer fall av ärftlighet från mödrar alltid att dominera, även vid de sjukdomar där patienter inte lämnar avkomma alls. Den maximala andelen nya mutationer i sådana dödliga sjukdomar överstiger inte 1/3 av fallen, eftersom män står för exakt en tredjedel av X-kromosomerna i hela befolkningen och två tredjedelar av dem förekommer hos kvinnor, som i regel , är friska.

Kan jag få ett barn med mutationen om jag fått en ökad stråldos?

De negativa konsekvenserna av miljöföroreningar, både kemiska och radioaktiva, är århundradets problem. Genetiker möter det inte så sällan som vi skulle vilja i en mängd olika frågor: från yrkesrisker till försämring av miljösituationen till följd av olyckor i kärnkraftverk. Och oron för till exempel människor som överlevde Tjernobyl-tragedin är förståelig.

De genetiska konsekvenserna av miljöföroreningar är verkligen förknippade med en ökning av frekvensen av mutationer, inklusive skadliga sådana, som leder till ärftliga sjukdomar. Men dessa konsekvenser är lyckligtvis inte så katastrofala att de talar om faran för mänsklighetens genetiska degeneration, åtminstone i det nuvarande skedet. Om vi dessutom betraktar problemet i förhållande till specifika individer och familjer, så kan vi med tillförsikt säga att risken att få ett sjukt barn på grund av strålning eller andra skadliga effekter till följd av mutation aldrig är hög.

Även om frekvensen av mutationer ökar, är den inte så mycket att den överstiger en tiondel eller ens en hundradels procent. I vilket fall som helst, för alla personer, även de som har varit tydligt utsatta för mutagena faktorer, är risken för negativa konsekvenser för avkomman mycket mindre än den genetiska risken som är inneboende i alla människor som är associerade med transport av patologiska gener som ärvts från deras förfäder.

Dessutom leder inte alla mutationer till omedelbar manifestation i form av en sjukdom. I många fall, även om ett barn får en ny mutation från en av föräldrarna, kommer han att födas helt frisk. När allt kommer omkring är en betydande del av mutationer recessiva, det vill säga de manifesterar inte sina skadliga effekter i bärare. Och det finns praktiskt taget inga fall där, med initialt normala gener från båda föräldrarna, ett barn får samma nya mutation från både far och mor. Sannolikheten för en sådan händelse är så försumbar att hela jordens befolkning inte räcker till för att inse det.

Det följer också av detta att upprepad förekomst av en mutation i samma familj är nästan omöjlig. Därför, om friska föräldrar har ett sjukt barn med en dominerande mutation, bör deras andra barn, det vill säga patientens bröder och systrar, vara friska. Men för avkommor till ett sjukt barn kommer risken att ärva sjukdomen vara 50% i enlighet med klassiska regler.

Finns det avvikelser från de vanliga arvsreglerna och vad är de förknippade med?

Ja, det finns. Som ett undantag - ibland bara på grund av dess sällsynthet, till exempel utseendet på kvinnor med blödarsjuka. De förekommer oftare, men i alla fall orsakas avvikelser av komplexa och många samband mellan gener i kroppen och deras interaktion med omgivningen. I själva verket återspeglar undantag samma grundläggande genetiklagar, men på en mer komplex nivå.

Till exempel kännetecknas många dominant ärftliga sjukdomar av stark variation i deras svårighetsgrad, till den grad att symptomen på sjukdomen i bäraren av den patologiska genen ibland kan vara helt frånvarande. Detta fenomen kallas ofullständig genpenetrans. I stamtavlor för familjer med dominerande sjukdomar påträffas därför ibland så kallade hoppgenerationer, när kända bärare av genen, som har både sjuka förfäder och sjuka ättlingar, är praktiskt taget friska.

I vissa fall avslöjar en mer grundlig undersökning av sådana bärare, om än minimala, raderade, men ganska bestämda manifestationer. Men det händer också att de metoder som står till vårt förfogande inte lyckas upptäcka några manifestationer av en patologisk gen, trots tydliga genetiska bevis för att en viss person har det.

Orsakerna till detta fenomen har ännu inte studerats tillräckligt. Man tror att den skadliga effekten av en mutant gen kan modifieras och kompenseras av andra gener eller miljöfaktorer, men de specifika mekanismerna för sådan modifiering och kompensation vid vissa sjukdomar är oklara.

Det händer också att i vissa familjer förs recessiva sjukdomar vidare i flera generationer i rad så att de kan förväxlas med dominerande. Om patienter gifter sig med bärare av genen för samma sjukdom, ärver hälften av deras barn också en "dubbel dos" av genen - ett tillstånd som är nödvändigt för att sjukdomen ska manifestera sig. Samma sak kan hända i efterföljande generationer, även om sådan "kasuism" bara förekommer i flera äktenskap med släktingar.

Slutligen är uppdelningen av egenskaper i dominanta och recessiva inte absolut. Ibland är denna uppdelning helt enkelt godtycklig. Samma gen kan anses dominant i vissa fall och recessiv i andra.

Med hjälp av subtila forskningsmetoder är det ofta möjligt att känna igen effekten av en recessiv gen i ett heterozygot tillstånd, även hos helt friska bärare. Till exempel orsakar sicklecellshemoglobingenen i ett heterozygot tillstånd de sickleformade röda blodkropparna, vilket inte påverkar människors hälsa, men i ett homozygott tillstånd leder det till en allvarlig sjukdom - sicklecellanemi.

Vad är skillnaden mellan gen- och kromosomala mutationer.
Vad är kromosomsjukdomar?

Kromosomer är bärare av genetisk information på en mer komplex - cellulär organisationsnivå. Ärftliga sjukdomar kan också orsakas av kromosomfel som uppstår vid bildandet av könsceller.

Varje kromosom innehåller sin egen uppsättning gener, belägna i en strikt linjär sekvens, det vill säga vissa gener finns inte bara i samma kromosomer hos alla människor, utan också i samma sektioner av dessa kromosomer.

Normala celler i kroppen innehåller ett strikt definierat antal parade kromosomer (därav parningen av generna de innehåller). Hos människor, i varje cell, utom könscellerna, finns det 23 par (46) kromosomer. Könsceller (ägg och spermier) innehåller 23 oparade kromosomer - en enda uppsättning kromosomer och gener, eftersom parade kromosomer separeras under celldelningen. Under befruktningen, när spermierna och ägget smälter samman, utvecklas ett foster - ett embryo - från en cell (nu med en komplett dubbel uppsättning kromosomer och gener).

Men bildandet av könsceller sker ibland med kromosomala "fel". Dessa är mutationer som leder till förändringar i antalet eller strukturen av kromosomer i en cell. Det är därför ett befruktat ägg kan innehålla ett överskott eller en brist på kromosomalt material jämfört med normen. Uppenbarligen leder en sådan kromosomobalans till grova störningar i fostrets utveckling. Detta visar sig i form av spontana missfall och dödfödslar, ärftliga sjukdomar och syndrom som kallas kromosomala.

Det mest kända exemplet på en kromosomsjukdom är Downs sjukdom (trisomi - utseendet på en extra 21:a kromosom). Symtom på denna sjukdom identifieras lätt av barnets utseende. Detta inkluderar ett hudveck i ögonens inre hörn, vilket ger ansiktet ett mongoliskt utseende, en stor tunga, korta och tjocka fingrar vid noggrann undersökning, sådana barn har också hjärtfel, syn- och hörselfel och mental retardation .

Lyckligtvis är sannolikheten för att denna sjukdom och många andra kromosomavvikelser återkommer i en familj låg: i de allra flesta fall orsakas de av slumpmässiga mutationer. Dessutom är det känt att slumpmässiga kromosomala mutationer förekommer oftare i slutet av barnafödandet.

Allteftersom mödrarnas ålder ökar, ökar alltså sannolikheten för ett kromosomfel under äggmognad, och därför har sådana kvinnor en ökad risk att få barn med kromosomavvikelser. Om den totala förekomsten av Downs syndrom bland alla nyfödda barn är cirka 1:650, är den för avkommor till unga mödrar (25 år och yngre) betydligt lägre (mindre än 1:1000). Den individuella risken når en genomsnittlig nivå vid 30 års ålder, den är högre vid 38 års ålder - 0,5 % (1:200), och vid 39 års ålder - 1 % (1:100), och vid åldern av över 40 ökar den till 2-3%.

Kan personer med kromosomavvikelser vara friska?

Ja, det kan de med vissa typer av kromosommutationer, när det inte är antalet, utan kromosomernas struktur som förändras. Faktum är att strukturella omarrangemang i det första ögonblicket av deras utseende kan visa sig vara balanserade - inte åtföljda av ett överskott eller brist på kromosomalt material.

Till exempel kan två oparade kromosomer byta ut sina sektioner som bär olika gener om, under kromosomavbrott, som ibland observeras under celldelning, deras ändar blir klibbiga och klibbar ihop med fria fragment av andra kromosomer. Som ett resultat av sådana utbyten (translokationer) upprätthålls antalet kromosomer i cellen, men det är så nya kromosomer uppstår där principen om strikt genparning bryts.

En annan typ av translokation är limningen av två praktiskt taget hela kromosomer med sina "klibbiga" ändar, vilket resulterar i att det totala antalet kromosomer reduceras med en, även om ingen förlust av kromosommaterial sker. En person som är bärare av en sådan translokation är helt frisk, men de balanserade strukturella omläggningarna han har är inte längre oavsiktliga, utan leder helt naturligt till kromosomobalans hos hans avkomma, eftersom en betydande del av könscellerna hos bärare av sådana translokationer har överskott av eller, omvänt, otillräckligt kromosomalt material.

Ibland kan sådana bärare inte alls få friska barn (dock är sådana situationer extremt sällsynta). Till exempel, hos bärare av en liknande kromosomavvikelse - translokation mellan två identiska kromosomer (säg fusion av ändarna av samma 21:a par), innehåller 50 % av ägg eller spermier (beroende på bärarens kön) 23 kromosomer, inklusive en dubbel, och de återstående 50 % innehåller en kromosom mindre än förväntat. Under befruktningen kommer celler med dubbelkromosom att få en annan, 21:a kromosom, och som ett resultat kommer barn med Downs syndrom att födas. Celler med den saknade 21:a kromosomen under befruktningen ger upphov till ett icke-livsdugligt foster, som spontant aborterar under första hälften av graviditeten.

Bärare av andra typer av translokationer kan också få friska avkommor. Det finns dock en risk för kromosomobalans, vilket leder till allvarlig utvecklingspatologi hos avkomman. Denna risk för avkommor till bärare av strukturella omarrangemang är betydligt högre än risken för kromosomavvikelser till följd av slumpmässiga nya mutationer.

Förutom translokationer finns det andra typer av strukturella omarrangemang av kromosomer som leder till liknande negativa konsekvenser. Lyckligtvis är nedärvning av kromosomavvikelser med hög risk för patologi mycket mindre vanligt i livet än slumpmässiga kromosomala mutationer. Förhållandet mellan fall av kromosomala sjukdomar bland deras muterade och ärftliga former är cirka 95 % respektive 5 %.

Hur många ärftliga sjukdomar är redan kända?
Ökar eller minskar deras antal i mänsklighetens historia?

Utifrån generella biologiska begrepp skulle man förvänta sig en ungefärlig överensstämmelse mellan antalet kromosomer i kroppen och antalet kromosomsjukdomar (och likaså mellan antalet gener och gensjukdomar). Faktum är att flera dussin kromosomavvikelser med specifika kliniska symtom är kända för närvarande (som faktiskt överstiger antalet kromosomer, eftersom olika kvantitativa och strukturella förändringar i samma kromosom orsakar olika sjukdomar).

Antalet kända sjukdomar orsakade av mutationer av enskilda gener (på molekylär nivå) är mycket större och överstiger 2000. Det uppskattas att antalet gener på alla mänskliga kromosomer är mycket större. Många av dem är inte unika, eftersom de presenteras i form av flera upprepade kopior på olika kromosomer. Dessutom kanske många mutationer inte visar sig som sjukdomar, utan leder till fostrets embryonal död. Så antalet gensjukdomar motsvarar ungefär organismens genetiska struktur.

Med utvecklingen av medicinsk genetisk forskning över hela världen ökar antalet kända ärftliga sjukdomar gradvis, och många av dem, som har blivit klassiska, har varit kända för människor under mycket lång tid. Nu i den genetiska litteraturen finns det en märklig boom i publikationer om förment nya fall och former av ärftliga sjukdomar och syndrom, av vilka många vanligtvis är uppkallade efter deras upptäckare.

Med några års mellanrum publicerar den berömda amerikanske genetikern Victor McKusick kataloger över ärftliga egenskaper och mänskliga sjukdomar, sammanställda på grundval av datoranalys av världslitteraturdata. Och varje gång skiljer sig varje efterföljande utgåva från den föregående genom ett ökande antal sådana sjukdomar. Uppenbarligen kommer denna trend att fortsätta, men det återspeglar snarare en förbättring av erkännandet av ärftliga sjukdomar och mer noggrann uppmärksamhet på dem, snarare än en verklig ökning av deras antal i evolutionsprocessen.

Encyklopedisk YouTube

1 / 5

✪ 5 HEMLIGA mänskliga mutationer som SCHOCKAR vetenskapsmän

✪ Typer av mutationer. Genmutationer

✪ 10 GALNA MÄNNISKA MUTATIONER

✪ Typer av mutationer. Genomiska och kromosomala mutationer

✪ Biologilektion nr 53. Mutationer. Typer av mutationer.

Undertexter

Nick Vujicic föddes med en sällsynt ärftlig sjukdom som kallas Tetra-Amelia syndrom. När hon föddes var hon lila och blind.

Orsaker till mutationer

Mutationer delas in i spontan Och inducerad. Spontana mutationer uppstår spontant under en organisms liv under normala miljöförhållanden med en frekvens på ca. 10 − 9 (\displaystyle 10^(-9)) - 10 − 12 (\displaystyle 10^(-12)) per nukleotid för cellulär generering av en organism.

Inducerade mutationer är ärftliga förändringar i genomet som uppstår som ett resultat av vissa mutagena effekter under artificiella (experimentella) förhållanden eller under negativ miljöpåverkan.

Mutationer uppträder ständigt under processer som sker i en levande cell. De huvudsakliga processerna som leder till uppkomsten av mutationer är DNA-replikation, DNA-reparationsstörningar, transkription och genetisk rekombination.

Samband mellan mutationer och DNA-replikation

Många spontana kemiska förändringar i nukleotider resulterar i mutationer som uppstår under replikation. Till exempel, på grund av deamineringen av cytosin motsatt guanin, kan uracil inkluderas i DNA-kedjan (ett U-G-par bildas istället för det kanoniska C-G-paret). Under DNA-replikation motsatt uracil ingår adenin i den nya kedjan, ett U-A-par bildas och under nästa replikering ersätts det av ett T-A-par, det vill säga en övergång sker (en punktbyte av en pyrimidin med en annan pyrimidin eller en purin med en annan purin).

Samband mellan mutationer och DNA-rekombination

Av de processer som är förknippade med rekombination leder ojämn korsning oftast till mutationer. Det uppstår vanligtvis i de fall där det finns flera duplicerade kopior av den ursprungliga genen på kromosomen som har behållit en liknande nukleotidsekvens. Som ett resultat av ojämn korsning sker duplicering i en av de rekombinanta kromosomerna och deletion sker i den andra.

Samband mellan mutationer och DNA-reparation

Tautomer modell för mutagenes

Det antas att en av orsakerna till bildandet av bassubstitutionsmutationer är deaminering av 5-metylcytosin, vilket kan orsaka övergångar från cytosin till tymin. På grund av deamineringen av cytosinet mittemot det kan uracil inkluderas i DNA-kedjan (ett U-G-par bildas istället för det kanoniska C-G-paret). Under DNA-replikation motsatt uracil ingår adenin i den nya kedjan, ett U-A-par bildas och under nästa replikering ersätts det av ett T-A-par, det vill säga en övergång sker (en punktbyte av en pyrimidin med en annan pyrimidin eller en purin med en annan purin).

Mutationsklassificeringar

Det finns flera klassificeringar av mutationer baserat på olika kriterier. Möller föreslog att dela in mutationer efter arten av förändringen i genens funktion i hypomorf(förändrade alleler verkar i samma riktning som vildtypsalleler; endast mindre proteinprodukt syntetiseras), amorf(en mutation ser ut som en fullständig förlust av genfunktion, t.ex. vit i Drosophila), antimorf(mutantegenskapen ändras, till exempel färgen på majskornet ändras från lila till brun) och neomorfisk.

Modern utbildningslitteratur använder också en mer formell klassificering baserad på karaktären av förändringar i strukturen hos enskilda gener, kromosomer och genomet som helhet. Inom denna klassificering särskiljs följande typer av mutationer:

genomisk;
kromosomala;
genetisk.

En punktmutation, eller singelbassubstitution, är en typ av mutation i DNA eller RNA som kännetecknas av att en kvävebas ersätts med en annan. Termen gäller även för parvisa nukleotidsubstitutioner. Termen punktmutation inkluderar även insertioner och deletioner av en eller flera nukleotider. Det finns flera typer av punktmutationer.

Komplexa mutationer förekommer också. Dessa är förändringar i DNA när en del av den ersätts av en del av en annan längd och en annan nukleotidsammansättning.

Punktmutationer kan uppträda motsatta skador på DNA-molekylen som kan stoppa DNA-syntesen. Till exempel motsatta cyklobutan-pyrimidin-dimerer. Sådana mutationer kallas målmutationer (från ordet "mål"). Cyklobutan-pyrimidindimerer orsakar både riktade bassubstitutionsmutationer och målinriktade ramskiftningsmutationer.

Ibland uppstår punktmutationer i så kallade oskadade regioner av DNA, ofta i en liten närhet av fotodimerer. Sådana mutationer kallas oriktade bassubstitutionsmutationer eller oriktade ramskiftningsmutationer.

Punktmutationer bildas inte alltid direkt efter exponering för en mutagen. Ibland dyker de upp efter dussintals replikeringscykler. Detta fenomen kallas fördröjda mutationer. Med genomisk instabilitet, den främsta orsaken till bildandet av maligna tumörer, ökar antalet oriktade och fördröjda mutationer kraftigt.

Det finns fyra möjliga genetiska konsekvenser av punktmutationer: 1) bevarande av kodonets betydelse på grund av degenereringen av den genetiska koden (synonym nukleotidsubstitution), 2) förändring av kodonets betydelse, vilket leder till ersättning av en amino syra på motsvarande plats i polypeptidkedjan (missense-mutation), 3) bildning av ett meningslöst kodon med för tidig avslutning (nonsens-mutation). Det finns tre meningslösa kodon i den genetiska koden: bärnsten - UAG, ockra - UAA och opal - UGA (i enlighet med detta namnges även mutationer som leder till bildandet av meningslösa tripletter - till exempel bärnstensmutation), 4) omvänd substitution (stoppkodon för att känna av kodon).

Av påverkan på genuttryck mutationer delas in i två kategorier: mutationer såsom basparsubstitutioner Och läsramsförskjutningstyp. De senare är deletioner eller insättningar av nukleotider, vars antal inte är en multipel av tre, vilket är associerat med den genetiska kodens triplettkaraktär.

Den primära mutationen kallas ibland direkt mutation, och en mutation som återställer genens ursprungliga struktur omvänd mutation, eller återgång. En återgång till den ursprungliga fenotypen i en mutant organism på grund av återställande av den muterade genens funktion sker ofta inte på grund av verklig reversion, utan på grund av en mutation i en annan del av samma gen eller till och med en annan icke-allelisk gen. I det här fallet kallas den återkommande mutationen en suppressormutation. De genetiska mekanismerna på grund av vilka den muterade fenotypen undertrycks är mycket olika.

Njurmutationer(sport) - ihållande somatiska mutationer som förekommer i cellerna i växternas tillväxtpunkter. Leder till klonal variabilitet. De bevaras under vegetativ förökning. Många sorter av odlade växter är knoppmutationer.

Konsekvenser av mutationer för celler och organismer

Mutationer som försämrar cellaktivitet i en flercellig organism leder ofta till cellförstörelse (särskilt programmerad celldöd - apoptos). Om intra- och extracellulära skyddsmekanismer inte känner igen mutationen och cellen genomgår delning, kommer den muterade genen att överföras till alla ättlingar till cellen och leder oftast till att alla dessa celler börjar fungera olika.

Klassificering av mutationer efter fenotyp:
Mutationsklassificeringar:
enligt Möller

Hypomorfisk mutationer.

De förändrade allelerna verkar i samma riktning som vildtypsallelerna. Endast mindre proteinprodukt syntetiseras.en grupp av mutationer enligt arten av deras manifestation. De verkar i samma riktning som den normala allelen, men ger en något försvagad effekt. Till exempel, i Drosophila är färgen på ögonen under mutation mycket blekare.
Amorf mutationer.

En mutation ser ut som en fullständig förlust av en gen. Till exempel mutation vit i Drosophila. (grekiska "a" - negation, "morpha" - form) - en grupp av mutationer enligt arten av deras manifestation i fenotypen. Inaktiv mot den typiska effekten av en normal allel. Till exempel hämmar albinismgenen helt bildningen av pigment hos djur eller klorofyll i växter.

Antimorfmutationer.

Den mutanta egenskapen förändras. Till exempel ändras färgen på majskärnor från lila till brun.(grekiska "anti" - mot, "morpha" - form) - en grupp av mutationer enligt arten av deras manifestation i fenotypen. De har motsatt effekt av den normala allelen. Sålunda, i majs ger den ursprungliga allelen lila fröfärg, och den muterade allelen orsakar bildandet av brunt pigment

Neomorfiskmutationer.

Den mutanta egenskapen är ny. Den har inga analoger i vildtypen. (grekiska "neos" - ny, "morpha" - form) är en grupp av mutationer som är atypiska i form av deras manifestation i fenotypen. Deras verkan är helt annorlunda än verkan av den ursprungliga normala allelen.

Hypermorfiskmutationer.

Mängden protein ökar markant. Till exempel betyder den vita eosinmutationen mörkare ögon.
genom att ändra DNA-strukturen

(källa: http://elmash.snu.edu.ua/material/iskust_intel/AI/11.htm , http://xn--90aeobapscbe.xn--p1ai/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0 %BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D1%81%D0%BB%D0% BE%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%8C/%D0%9D/596-%D0%9D%D0%B5%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%80% D1%84%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BC%D1%83%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8)

Efter genotyp:

Gen (punkt) mutationer -dessa är förändringar i antalet och/eller sekvensen av nukleotider i DNA-strukturen (insertioner, deletioner, rörelser, substitutioner av nukleotider) inom individuella gener, vilket leder till en förändring i kvantiteten eller kvaliteten på motsvarande proteinprodukter.

Basbyten resulterar i tre typer av mutanta kodoner: med ändrad betydelse (missensemutationer), med oförändrad betydelse (neutrala mutationer) och meningslösa eller stoppkodon (nonsensmutationer).

Mutationer som ändrar sekvensen av nukleotider i en gen, det vill säga strukturen av själva genen.

Gendupliceringar- fördubbling av ett par eller flera nukleotidpar (fördubbling av ett G-C-par).

2. Geninsättningar- insättning av ett par eller flera nar-nukleotider (införande av ett G-C-par mellan A-T och T-A).

3. Gendeletioner - förlust av nukleotider (förlust av det komplementära T-A-paret mellan A-T och G-C).

4. Geninversioner- omarrangemang av ett genfragment (i fragmentet är den ursprungliga nukleotidsekvensen T-A, G-C ersatt av den omvända G-C, T-A).

5. Nukleotidsubstitutioner- ersättning av ett par nukleotider med ett annat; i detta fall ändras inte det totala antalet nukleotider (ersättning av T-A med C-G). En av de vanligaste typerna av mutationer. Duplikationer, insättningar och deletioner kan leda till förändringar i läsramen för den genetiska koden. Låt oss titta på detta med ett exempel. Låt oss ta följande initiala sekvens av nukleotider i DNA (för enkelhetens skull kommer vi bara att överväga en av dess kedjor): ATGACCTGCG... Den kommer att läsas av följande tripletter: ATG, ACC, GCG, A... Låt oss säga en deletion har skett, och i början av sekvensen mellan A och G har nukleotid T fallit ut Som ett resultat av denna mutation kommer en förändrad nukleotidsekvens att erhållas: AGACCTGCG, som redan kommer att läsas av helt andra tripletter: AGA, CCG, CGA. Därför kommer helt olika aminosyror att kombineras i polypeptidkedjan och sålunda kommer ett mutantprotein att syntetiseras, helt annorlunda än det normala. Dessutom, som ett resultat av genmutationer som leder till en ramförskjutning, kan stoppkodonen TAA, TAG eller TGA bildas, vilket stoppar syntesen. Förlusten av en hel triplett leder till mindre allvarliga genetiska konsekvenser än förlusten av en eller två nukleotider. Låt oss betrakta samma nukleotidsekvens: ATGACCTGCG... Låt oss säga att en deletion inträffade och en hel ACC-triplett hoppade av. Den muterade genen kommer att ha en förändrad nukleotidsekvens ATGGCGA, som kommer att avläsas av följande tripletter: ATG, GCG, A... Det kan ses att efter förlusten av tripletten har läsramen inte flyttats på det syntetiserade proteinet, även om den kommer att skilja sig med en aminosyra från den normala, kommer den i allmänhet att vara väldigt lik honom. Denna skillnad i aminosyrasammansättning kan dock leda till en förändring av proteinets tertiära struktur, vilket huvudsakligen bestämmer dess funktion, och funktionen hos det muterade proteinet kommer sannolikt att minska jämfört med det normala proteinet. Detta förklarar det faktum att mutationer vanligtvis är recessiva.

Genmutationer manifesterar sig fenotypiskt som ett resultat av syntesen av motsvarande proteiner:

Genmutationer leder till förändringar i strukturen av proteinmolekyler och till uppkomsten av nya egenskaper och egenskaper (till exempel albinos hos djur och växter, dubbelhet i blommor på grund av omvandlingen av ståndare till kronblad och en minskning av deras fertilitet, bildandet av dödliga och halvdödliga gener som orsakar organismens död, etc. .d.). Genmutationer sker under påverkan av mutagena faktorer (biologiska, fysikalisk-kemiska) eller spontant (av misstag). Genmutationer är också karakteristiska för genetiska RNA-virus.

Genomiska mutationer - Dessa är mutationer som leder till tillägg eller förlust av en, flera eller en komplett haploid uppsättning kromosomer ( ris. 118 , B). Olika typer av genomiska mutationer kallas heteroploidi och polyploidi.

Genomiska mutationer kännetecknas av förändringar i antalet kromosomer. Hos människor är polyploidi (inklusive tetraploidi och triploidi) och aneuploidi känd.

Polyploidi - en ökning av antalet uppsättningar kromosomer, en multipel av den haploida (Зn, 4n, 5n, etc.). Orsaker: dubbel befruktning och frånvaro av den första meiotiska divisionen. Hos människor leder polyploidi, liksom de flesta aneuploidier, till bildandet av dödliga celler.

En exceptionellt stor roll polyploidi i odlade växters ursprung och deras urval. Alla eller de flesta odlade sorter av vete, havre, ris, sockerrör, jordnötter, rödbetor, potatis, plommon, äpplen, päron, apelsiner, citroner, jordgubbar och hallon är polyploida. Till denna lista bör läggas timotej, alfalfa, tobak, bomull, rosor, tulpaner, krysantemum, gladioler och många andra mänskligt odlade grödor. Autopolyploida växtmutanter är vanligtvis större än den ursprungliga formen. Tetraploider har som regel en stor vegetativ massa. Däremot kan deras fertilitet minska kraftigt på grund av icke-disjunktion av polyvalenter i meios. Triploider är stora och kraftfulla växter, men helt eller nästan helt sterila, eftersom könscellerna de producerar innehåller en ofullständig uppsättning kromosomer. Autopolynloida arter förökas vegetativt, eftersom frukterna av sådana växter inte innehåller frön.

Aneuploidi- ändra (minska - monosomi, öka - trisomi) antal kromosomer i den diploida uppsättningen, dvs. inte en multipel av haploid (2n+1, 2n-1, etc.). Mekanismer för förekomst: kromosom nondisjunction (kromosomer i anafas flyttar till en pol, medan det för varje gamet med en extra kromosom finns en annan - utan en kromosom) och "anafasfördröjning" (i anafas släpar en av de rörliga kromosomerna efter alla andra ).

* Trisomi - närvaron av tre homologa kromosomer i karyotypen (till exempel på det 21:a paret, vilket leder till utvecklingen av Downs syndrom; på det 18:e paret - Edwards syndrom; på det 13:e paret - Patau syndrom).

*Monosomi - närvaron av endast en av två homologa kromosomer. Med monosomi för någon av autosomerna är normal utveckling av embryot omöjlig. Den enda monosomi som är kompatibel med liv hos människor - på kromosom X - leder till utvecklingen av Shereshevsky-Turners syndrom (45,X0).

*Tetrasomi och pentasomi:Tetrasomi (4 homologa kromosomer istället för ett par i en diploid uppsättning) och pentasomi (5 istället för 2) är extremt sällsynta. Exempel på tetrasomi och pentasomi hos människor inkluderar karyotyperna XXXX, XXYY, XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY och XXYYY. Som regel, med en ökning av antalet "extra" kromosomer, ökar svårighetsgraden och svårighetsgraden av kliniska symtom.

Haploidi, - motsattpolyploidiett fenomen som består av en multipel minskning av antalet kromosomer hos avkomman jämfört med modern. Haploidi som regel är resultatet av utvecklingen av ett embryo från reducerade (haploida) könsceller eller från celler som är funktionellt likvärdiga med dem genomapomixis, d.v.s. utan befruktning. Haploidi sällsynt i djurvärlden, men vanlig i blommande växter: registrerad i mer än 150 växtarter från 70 släkten av 33 familjer (inklusive från familjen spannmål, nattskyggar, orkidéer, baljväxter, etc.). Känd i alla större odlade växter: vete, råg, majs, ris, korn, durra, potatis, tobak, bomull, lin, rödbetor, kål, pumpa, gurka, tomater; i fodergräs: blågräs, bromegrass, timotej, alfalfa, vicker, etc. Haploidi genetiskt bestämd och förekommer i vissa arter och sorter med en viss frekvens (till exempel i majs - 1 haploid per 1000 diploida växter). I arternas utveckling Haploidi fungerar som en slags mekanism som minskar nivånploidig . Haploidianvänds för att lösa ett antal genetiska problem: identifiera effekten av gendosering, erhålla aneuploider, studera genetiken för kvantitativa egenskaper, genanalys, etc. Inom växtförädlingHaploidibrukade ta emot frånhaploider genom att fördubbla antalet kromosomer av homozygota linjer, motsvarande självpollinerade linjer vid produktion av hybridfrön (till exempel i majs), samt för att överföra urvalsprocessen från en polyploid till en diploid nivå (till exempel i majs). potatis). Speciell form Haploidy - androgenes , där spermiekärnan ersätter äggkärnan, används för att framställa sterila manliga analoger i majs.

Kromosomala mutationer(aberrationer) kännetecknas av förändringar i strukturen hos enskilda kromosomer. Med dem förändras vanligtvis inte sekvensen av nukleotider i gener, men en förändring av antalet eller positionen av gener på grund av avvikelser kan leda till en genetisk obalans, vilket har en skadlig effekt på kroppens normala utveckling.

Typer av aberrationeroch deras mekanismer presenteras i figuren.

Det finns intrakromosomala, interkromosomala och isokromosomala aberrationer.

Kromosomavvikelser (kromosomala mutationer, kromosomförändringar)- typ av mutationer som förändrar strukturen kromosomer . Klassificera raderingar (förlust av en kromosomsektion), inversioner (ändrar ordningen på generna i en kromosomregion för att omvända), dubbletter (upprepning av en kromosomsektion), translokationer (överföring av en kromosomsektion till en annan), samt dicentriska och ringkromosomer. Isokromosomer är också kända för att ha två identiska armar. Om en omarrangemang ändrar strukturen hos en kromosom, så kallas en sådan omarrangemang intrakromosomal (inversioner, deletioner, duplikationer, ringkromosomer), om två olika, då interkromosomala (duplikationer, translokationer, dicentriska kromosomer). Kromosomförändringar är också indelade i balanserade och obalanserade. Balanserade omarrangemang (inversioner, reciproka translokationer) leder inte till förlust eller tillägg av genetiskt material under bildningen, därför är deras bärare som regel fenotypiskt normala. Obalanserade omarrangemang (deletioner och duplikationer) ändrar dosförhållandet för gener, och som regel är deras transport förknippad med kliniska avvikelser från normen.

Intrakromosomala avvikelser- avvikelser inom en kromosom. Dessa inkluderar raderingar, inversioner och dupliceringar.

*Radering - förlust av en av kromosomsektionerna (inre eller terminala), vilket kan orsaka störningar av embryogenesen och bildandet av flera utvecklingsavvikelser (till exempel, deletion i området av den korta armen av kromosom 5, betecknad som 5p-, leder till underutveckling av struphuvudet, medfödda hjärtfel, mental retardation). Detta symptomkomplex betecknas som cat cry syndrome, eftersom gråten hos sjuka barn, på grund av en anomali i struphuvudet, liknar en katts mjau.

*Inversion - införande av ett kromosomfragment på sin ursprungliga plats efter en rotation av 180°. Som ett resultat störs ordningen på gener.

*Duplicering- fördubbling (eller multiplikation) av någon del av en kromosom (till exempel trisomi på den korta armen av kromosom 9 leder till uppkomsten av flera medfödda defekter, inklusive mikrocefali, försenad fysisk, mental och intellektuell utveckling).

Interkromosomala avvikelser- utbyte av fragment mellan icke-homologa kromosomer. De kallas translokationer. Det finns tre typer av translokationer: reciproka (utbyte av fragment av två kromosomer), icke-reciproka (överföring av ett fragment av en kromosom till en annan), Robertsonian (anslutning av två akrocentriska kromosomer i regionen av deras centromerer med förlust av korta kromosomer armar, vilket resulterar i bildandet av en metacentrisk kromosom istället för två akrocentriska).

* Ömsesidiga kors - två korsningsexperiment kännetecknade av rakt motsatta kombinationer kön och egenskapen som studeras. I ett experiment, en hane med en viss dominerande egenskap , korsad med en hona som har recessiv egenskap . I den andra korsas följaktligen en hona med ett dominerande drag och en hane med ett recessivt drag.
Ömsesidiga translokationer är en balanserad kromosomomläggning under deras bildande, det finns ingen förlust av genetiskt material. De är en av de vanligaste kromosomavvikelserna i den mänskliga befolkningen, med bärarfrekvenser från 1/1300 till 1/700 . Bärare av ömsesidiga translokationer är som regel fenotypiskt normala, men har en ökad sannolikhet för infertilitet, minskad fertilitet, spontana missfall och födelse av barn med medfödda ärftliga sjukdomar, eftersom hälften av deras könsceller är genetiskt obalanserade på grund av obalanserad divergens av omarrangerade kromosomer i meios.

Isokromosomala avvikelser- bildande av identiska, men spegelfragment av två olika kromosomer som innehåller samma uppsättning gener. Detta sker som ett resultat av tvärgående brytning av kromatider genom centromererna (därav det andra namnet - centrisk anslutning).

(avvikelser, omarrangemang) - förändringar i positionen av kromosomsektioner; leda till förändringar i storlek och form på kromosomerna. Dessa förändringar kan involvera både sektioner av en kromosom och sektioner av olika, icke-homologa kromosomer, därför delas kromosomala mutationer (omarrangemang) in i intra- och interkromosomala.

A. Intrakromosomala mutationer

1. Kromosomdupliceringar - fördubbling av en kromosomsektion.

2. Kromosomala deletioner - förlust av en kromosomregion.

Kromosominversioner är ett kromosombrott, som vrider den fristående sektionen 180° och sätter in den på sin ursprungliga plats. B. Interkromosomala mutationer

1. Translokation - utbyte av sektioner mellan icke-homologa kromosomer (i meiostyp). kromosomala mutationer , där en del av en kromosom överförs till en icke-homolog kromosom . Tilldela separatömsesidig translokationer, där det sker ett ömsesidigt utbyte av sektioner mellan icke-homologa kromosomer, ochRobertsonstranslokationer, eller centriska fusioner, där akrocentriska kromosomer smälter samman med fullständig eller partiell förlust av material från de korta armarna.Translokationer, precis som andra, leukemi.

2. Transposition - inkludering av en kromosomsektion till en annan, icke-homolog kromosom utan ömsesidigt utbyte.

Poäng för arbete: 5

Specialister inom området medicinsk genetik studerar förändringar i det mänskliga genomet. Dessa förändringar är baserade på DNA-mutationer, eller förändringar i nukleotidsekvenser.

DNA-mutationer kan förekomma i varje cell i kroppen. När mutationer uppträder i somatiska celler finns det en risk för att utveckla cancer mutationer i könsceller ökar risken för avkomma med strukturella eller funktionella avvikelser som ärvs. Många mutationer är godartade eller tysta, andra mutationer orsakar olika svårighetsgrad av genetiska sjukdomar (polymorfism), och ytterligare andra leder till utvecklingen av allvarliga konsekvenser.

Kunskap om några vanliga typer av mutationer gör att vi bättre kan förstå patogenesen av många ärftliga sjukdomar.

En förändring eller modifiering av ett enda baspar (punktmutation) kan resultera i:

ingen aminosyraersättning sker i det syntetiserade proteinet, eftersom mutationen inträffade i en funktionellt inaktiv del av den genetiska koden (tyst mutation);
aminosyraersättning sker missense mutation),
Som ett resultat av DNA-mutation bildades ett stoppkodon, vilket leder till för tidig avslutning av translation och avbrott av polypeptidsyntes ( nonsens mutation).

En tredje vanlig form av DNA-mutation inkluderar tandemupprepning nukleotidsekvenser. Vissa gener innehåller långa serier av identiska triplettupprepningar, såsom CCSSSSSSSSSSSS. Av en okänd anledning tenderar många av dessa gener att öka dramatiskt i upprepad antal i vissa situationer under meios eller tidiga stadier av fosterutveckling. I dessa fall inaktiveras genen (genom metylering), vilket resulterar i allvarlig brist eller frånvaro av det kodade proteinet. Det visade sig att många mänskliga sjukdomar åtföljs av en ökning av triplettupprepningar (expansion).

DNA-mutationer kan klassificeras som antingen förstärkning av funktion eller förlust av funktion. Mutationer av den första typen kan leda till en ökning av en proteinmolekyls förmåga att utföra en eller flera normala funktioner eller, oftare, till överuttryck eller olämpligt uttryck av genprodukten. Sådana mutationer leder oftast till utvecklingen av autosomalt dominanta sjukdomar. Charcot-Marie-Tooths sjukdom typ 1A, eller peroneal muskelatrofi, den vanligaste formen av kronisk perifer neuropati i barndomen, är resultatet av duplicering av genen för perifert myelinprotein 22, vilket resulterar i överuttryck av genprodukten. Vid akondroplasi, den vanligaste extremitetsförkortande skelettdysplasin, resulterar denna typ av mutation i en funktionsförstärkning av ett normalt protein. Akondroplasi resulterar från en DNA-mutation i fibroblasttillväxtfaktorreceptor 3, vilket resulterar i aktivering av receptorn även i frånvaro av fibroblasttillväxtfaktor. Funktionsbortfallsmutationer observeras ofta i autosomala recessiva sjukdomar där en 50 % minskning av enzymaktiviteten hos heterozygoter inte resulterar i försämring av normal funktion. Å andra sidan kan mutationer av denna typ leda till utveckling av tillstånd där syntesen av 50 % av genprodukten är otillräcklig för att upprätthålla normal funktion (haploid insufficiens). Funktionsbortfallsmutationer kan ha en dominerande negativ effekt om aktiviteten hos den onormala proteinprodukten stör det normala proteinets funktion.

En annan kategori av DNA-mutationer kan innebära uppkomsten av nya egenskaper i proteinet som syntetiseras utan att ändra dess normala funktioner. Vid sicklecellssjukdom påverkar inte proteinets förmåga att transportera syre att ersätta en aminosyra i hemoglobinmolekylen. Men under deoxygeneringsförhållanden aggregeras sicklehemoglobinkedjor och bildar fibrer som deformerar röda blodkroppar. Den sista kategorin av mutationer resulterar i onormalt genuttryck i rum och tid. Många gener som orsakar utvecklingen av maligna processer (onkogener) är normala regulatorer av cellproliferation under embryonal utveckling. Men när de uttrycks i vuxna och i celler där de normalt inte uttrycks, kan de bidra till utvecklingen av neoplastiska processer.

Borttagningar kan variera i omfattning och, även om det inte syns vid cytogenetisk undersökning, kan det involvera flera gener; Sådana DNA-mutationer kallas ofta mikrodeletioner. Olika omarrangemang av genetiskt material kan leda till utveckling av tillstånd som kallas relaterade genetiska syndrom. bör komma ihåg möjligheten av dessa sjukdomar i alla fall när en ovanlig kombination och olika kliniska symtom identifieras eller när ytterligare symtom upptäcks vid redan kända tillstånd. Till exempel, på grund av närheten till en serie gener, leder olika deletioner på X-kromosomens korta arm hos olika patienter till olika kombinationer av följande symtom: iktyos, Kallmanns syndrom, okulär albinism, mental retardation, chondrodysplasia punctata, och kortväxthet. Den individuella bilden av sjukdomen hos en patient beror på involveringen av vissa gener och på förlusten av vissa nukleotidsekvenser av DNA under dessa genomarrangemang. Många andra relaterade mänskliga genetiska syndrom har beskrivits, inklusive Smith-Magenis, Rubinstein-Taybi, DiGeorge och Prader-Willis syndrom.

Kromosomförändringar som t.ex translokationer, förekommer också i somatiska celler. De mest studerade kromosomförändringarna finns i lymfoida celler; vissa omarrangemang är nödvändiga för att bilda funktionella receptorer i B-celler och antigenigenkänningsreceptorer i T-celler. Stora DNA-segment som kodar för de variabla och konserverade områdena av immunglobulinet eller T-cellsreceptorn kombineras fysiskt vid ett specifikt stadium i utvecklingen av immunokompetenta lymfocyter. Omarrangemang inträffar under utvecklingen av den humana lymfoida celllinjen och resulterar i en mängd olika immunglobuliner och T-cellsreceptorer. Sådana DNA-omarrangemang i postgroende cellinjer förklarar frånvaron av två individer, även bland enäggstvillingar, som är helt identiska, eftersom slumpmässiga DNA-omarrangemang sker i de mogna lymfocyterna hos var och en.

Artikeln förbereddes och redigerades av: kirurg

Orsaker till mutationer

Mutationer delas in i spontan Och inducerad. Spontana mutationer inträffar spontant under en organisms liv under normala miljöförhållanden med en frekvens av cirka en nukleotid per cellgenerering.

Samband mellan mutationer och DNA-replikation

Många spontana kemiska förändringar i nukleotider resulterar i mutationer som uppstår under replikation. Till exempel, på grund av deaminering av cytosinet mittemot det, kan uracil inkluderas i DNA-kedjan (ett U-G-par bildas istället för det kanoniska C-G-paret). Under DNA-replikation motsatt uracil ingår adenin i den nya kedjan, ett U-A-par bildas och under nästa replikering ersätts det av ett T-A-par, det vill säga en övergång sker (en punktbyte av en pyrimidin med en annan pyrimidin eller en purin med en annan purin).

Samband mellan mutationer och DNA-rekombination

Samband mellan mutationer och DNA-reparation

Spontan DNA-skada är ganska vanligt och förekommer i varje cell. För att eliminera konsekvenserna av sådan skada finns det speciella reparationsmekanismer (till exempel skärs en felaktig del av DNA ut och den ursprungliga återställs på denna plats). Mutationer uppstår endast när reparationsmekanismen av någon anledning inte fungerar eller inte kan klara av att eliminera skador. Mutationer som förekommer i gener som kodar för proteiner som är ansvariga för reparation kan leda till en multipel ökning (mutatoreffekt) eller minskning (antimutatoreffekt) i mutationsfrekvensen av andra gener. Således leder mutationer i generna hos många enzymer i excisionsreparationssystemet till en kraftig ökning av frekvensen av somatiska mutationer hos människor, och detta leder i sin tur till utvecklingen av xeroderma pigmentosum och maligna tumörer i integumentet.

Mutagener

Det finns faktorer som avsevärt kan öka frekvensen av mutationer - mutagena faktorer. Dessa inkluderar:

kemiska mutagener - ämnen som orsakar mutationer,
fysiska mutagener - joniserande strålning, inklusive naturlig bakgrundsstrålning, ultraviolett strålning, hög temperatur, etc.,
biologiska mutagener - till exempel retrovirus, retrotransposoner.

Mutationsklassificeringar

genomisk;
kromosomala;
genetisk.

Konsekvenser av mutationer för celler och organismer

Dessutom varierar frekvensen av mutationer av olika gener och olika regioner inom en gen naturligt. Det är också känt att högre organismer använder "riktade" (det vill säga förekommer i vissa delar av DNA) mutationer i immunitetsmekanismer. Med deras hjälp skapas en mängd olika lymfocytkloner, bland vilka det som ett resultat alltid finns celler som kan ge ett immunsvar mot en ny sjukdom som är okänd för kroppen. Lämpliga lymfocyter är föremål för positiv selektion, vilket resulterar i immunologiskt minne. (Jurij Tjajkovskijs verk talar också om andra typer av riktade mutationer.)