УЧЕБНИКгенетика. Генетика изучает процессы преемственности жизни на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях

• Название: Генетика изучает процессы преемственности жизни на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях
• Анкор: УЧЕБНИКгенетика.doc
• Дата: 09.02.2017
• Размер: 6.93 Mb.
• Имя файла: УЧЕБНИКгенетика.doc
• Тип: Документы; #2512
• страница: 10 из 16

Глава 12 ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Генотипическая изменчивость — изменения, произошедшие в структуре генотипа и передавае­мые по наследству. К этому типу изменчивости относят комбинативную и мутационную изменчи­вости, которые увеличивают внутривидовое раз­нообразие в природе.
12.1. Комбинативная изменчивость
Комбинативная изменчивость возникла с по­явлением полового размножения, она связана с раз­личными вариантами перекомбинации родитель­ских задатков и является источником бесконечного разнообразия сочетаемых признаков. Дети, рожден­ные в разное время у одной родительской пары, похожи, но всегда отличаются рядом признаков.

Комбинативная изменчивость обуславливает­ся вероятностным участием гамет в оплодотворе­нии, имеющих различные перекомбинации хро­мосом родителей. При этом минимальное число возможных сортов гамет у мужчин и женщин оп­ределяется как 2²³ (без учета кроссинговера).

Большой вклад в комбинативную изменчивость вносит кроссинговер, приводящий к образованиюновых групп сцепления благодаря рекомбинации аллелей. При этом возможное число генотипов (g)



12.2. Мутационная изменчивость
Мутационная изменчивость связана с процес­сом образования мутаций. Мутации — это внезап­ные скачкообразные стойкие изменения в струк­туре генотипа. Мутационная теория была создана Гуго де Фризом в 1901 — 1903 гг. Основные поло­жения ее справедливы и по сей день: мутации — дискретные изменения наследственности, в приро­де спонтанны, мутации передаются по наследству, встречаются достаточно редко, могут быть вредны­ми, полезными и нейтральными и т.д.

12.2.1. Классификации мутаций

В зависимости от того, какой признак положен в основу, на сегодняшний день существует не­сколько систем классификации мутаций:

1. По способу возникновения различают спон­танные и индуцированные мутации. Спонтанные мутации происходят в природе крайне редко с час­тотой 1 — 100 на миллион экземпляров данного гена. В настоящее время очевидно, что спонтанный му­тационный процесс зависит как от внутренних, так и от внешних факторов, которые называют мутаци­онным давлением среды.

Индуцированные мутации возникают при воз­действии человека на объекты мутагенами — фак­торами, вызывающими мутации. Мутагены бы­вают трех категорий:

физические (радиация, электромагнитное из­лучение, давление, температура и т.д.);

химические (цитостатики, спирты, фенолы, циклические ароматические соединения, иприт);

биологические (бактерии и вирусы).

Организмы, у которых произошла мутация, называются мутантами.

2. По отношению к зачатковому пути — сома­тические и генеративные мутации. Генеративные мутации возникают в репродуктивных тканях и поэтому не всегда выявляются. Для того чтобы выявилась генеративная мутация, необходимо, чтобы мутантная гамета участвовала в оплодо­творении, причем аллель другой гаметы не до­лжен быть доминантен в случае, если мутация

рецессивна.

3. По адаптивному значению выделяют по­ложительные, отрицательные и нейтральные му­тации. Эта классификация связана с оценкой жиз­неспособности образовавшегося мутанта.

4. По изменению генотипа мутации бывают генные, хромосомные, геномные.

5. По локализации в клетке — ядерные и цитоплазматические.
12.2.2. Генные мутации

Генные (точковые) мутации затрагивают, как правило, один или несколько нуклеотидов, при этом один нуклеотид (или нуклеотидная последо­вательность) может превратиться в другой, мо­жет выпасть, продублироваться, а группа нуклео­тидов может развернуться на 180 градусов.

Например, широко известен ген человека, от­ветственный за серповидно-клеточную анемию

Не хватает стр 196-167

делеции — или нехватка, утрачен внутренний участок хромосомы, теломера не затронута(см. рис. 12.1);

инверсии — повороты участка хромосомы на 180 градусов. Инвертированный участок может включать (перецентрическая инверсия) или не вклю­чать центромеру (парацентрическая инверсия).

Межхромосомные перестройки — транслока­ции, при которых участок хромосомы перемеща­ется (транслоцируется) на другое место негомоло­гичной хромосомы, попадая при этом в другую группу сцепления.

Выделяют несколько типов транслокаций:

реципрокные — взаимный обмен участками негомологичных хромосом (рис. 12.2);

нереципрокные (транспозиции) — участок хро­мосомы изменяет свое положение или включается в другую хромосому без взаимного обмена (рис. 12.2);

дицентрические (полицентрические) — слияние . двух (или более) фрагментов негомологичных хро­мосом, несущих участки с центромерами (рис. 12.3);

центрические (робертсоновские) — происходят при слияниии двух центромер негомологичных акроцентрических хромосом, с образованием од­ной мета- или субметацентрической хромосомы (рис. 12.4).




Хромосомные мутации могут обладать стено­типическим проявлением. Наиболее известными примерами служат синдром «кошачьего крика» (плач ребенка напоминает мяуканье кошки, но это аномалия не только голосового аппарата, но и на­рушение центральной нервной системы), синдак­тилия (сросшиеся пальцы) и т.д. Синдром «кошачь­его крика» возникает при гетерозиготности (гомо­зиготные делении обычно летальны) по делеции в коротком плече пятой хромосомы (рис. 12.5).



Обычно носители данной делеции погибают в младенчестве или в раннем детстве. Гетерозигот­ные делеции в других хромосомах человека — 4, 13, 18 также приводят к тяжелым соматическим и умственным расстройствам.

Инверсии меняют последовательность сцепле­ния генов. При перицентрических инверсиях мо­жет измениться и конфигурация хромосом, в слу­чае, если инвертированный участок асимметричен относительно центромеры. Например, у человека 17 хромосома отличается от такой же хромосомы шимпанзе одной перицентрической инверсией, при этом у человека эта хромосома акроцентрична, тог­да как у шимпанзе — метацентрик.

На рис. 12.6 и 12.7 изображены генетические последствия кроссинговера парацентрической и перицентрической гетерозиготных инверсий.




Видно, что из четырех хромосом, образовавших­ся в процессе мейоза, в случае парацентрической инверсии у одной хромосомы отсутствует центро­мера, другая хромосома содержит две центроме­ры, две хромосомы остаются нормальными — их кроссинговер не затронул. В случае перицентри-ческой инверсии две хромосомы также остаются незатронутыми, в третьей — некоторые гены утра­чены, а в четвертой — дуплицированы. Гетерози­готные по инверсиям организмы часто бывают сте­рильны, т.к. часть образующихся гамет не способ­на к образованию жизнеспособных зигот.

Чаще хромосомные мутации приводят к пато­логическим нарушениям в организме, но рядом ав­торов была показана и ведущая роль хромосомных перестроек в процессе эволюции. Например, у чело­века 23 пары хромосом, а у крупных человекооб­разных обезьян — 24. Предполагают, что в процес­се эволюции произошла, по крайней мере, одна робертсоновская перестройка (два плеча второй хро­мосомы человека соответствуют 12 и 13 хромосомам шимпанзе и 13 и 14 хромосомам гориллы и орангу­танга), хромосомы 4, 5, 12 и 17 человека и шимпан­зе отличаются перицентрическими инверсиями.

Для обозначения хромосомных перестроек была разработана специальная номенклатура (табл. 12.1).



Все символы перестроек помещают перед обо­значением измененных хромосом, а перестроен­ные хромосомы заключают в скобки, например:

46, XX, del (Xq) — женский кариотип с 46 хромо­сомами и делецией длинного плеча Х-хромосомы;

46, ХУ, г (18) — мужской организм с 46 хромо­сомами и кольцевой восемнадцатой хромосомой;

45, XX, rob (15; 21) — женский кариотип с 45 хромосомами и робертсоновской транслокацией между 15 и 21 хромосомами;

46, ХУ, t (2; 5) (q21; q31) — транслокация про­изошла между сегментами 21 и 31 длинных плеч хромосом 2 и 5, соответственно.
12.2.4. Геномные мутации
Геномные мутации связаны с нарушением чис­ла хромосом в кариотипе и могут быть двух ви­дов: полиплоидными и анеуплоидными.

Полиплоидия — изменение хромосом в кари­отипе, кратное гаплоидному набору (среди жи­вотных встречается крайне редко). Когда в некото­рых клетках человека насчитывается по 69 хромо­сом, говорят о триплоидии, по 92 — о тетраплоидии. Триплоидия — одна из наиболее частых спон­танных аномалий набора хромосом в эмбриогенезе человека. Примерно 20% нарушений хромосом у зародышей приходится на триплоидию, однако у человека большинство триплоидных зародышей погибает в начале второго месяца внутриутробно­го развития. Доживают до 6-7 мес. эмбриогенеза около 1%. Синдром триплоидии (69, XXY) был впервые обнаружен у человека в 60-х годах. К на­стоящему времени опубликовано около 60 случа­ев триплоидии у детей, максимальная продолжи­тельность жизни которых составляет 7 дней. Три-

плоидия имеет не только многочисленные пороки развития: пороки головного мозга, сердца, желу­дочно-кишечного тракта и др.органов, но и при­водит к утрате жизнеспособности.

Тетраплоидия встречается крайне редко. Из всех зародышей с хромосомными нарушениями обнаруживается лишь 5—6%, сопровождающих­ся серьезными пороками развития, такие зароды­ши редко вступают в плодный период, погибая обычно в течение первых двух месяцев эмбриоге­неза. В специальной литературе описано 5 случа­ев рождения детей с тетраплоидией, которые вско­рости погибли.

Эндомитоз — удвоение хромосом с последу­ющим делением центромер, но без расхождения хромосом. У человека может наблюдаться в со­матических тканях после воздействия мутагенов (рис. 12.8).

Гетероплоидия, или анеуплоидия — изменение числа хромосом в кариотипе некратно гаплоидно­му набору. В результате гетероплоидии возника­ют особи с аномальным числом хромосом: моно­сомики (2п—1) и полисомики (трисомики, тетрасомики и т.д.), когда одна из хромосом может быть повторена трижды и более раз (2п + 1, 2...). Дан­ные по частоте встречаемости геномных мутаций у человека приведены в табл. 12.2.

Полные трисомии описаны у человека по боль­шому числу хромосом: 8, 9, 13, 14, 18, 21, X и У. Однако среди аутосомных трисомии только трисо­мии по 21 и 22 хромосоме обладают жизнеспо­собностью, другие аутосомные трисомии приво­дят к гибели в первые дни после рождения. Полисомии по Х-хромосомам могут доходить до пяти с сохранением жизнеспособности индивида.



В случае гетероплоидии особенно тяжелы моносомии. Считают, что около 20% случаев моносомий заканчиваются летально еще в первые дни эмбрио­нального развития или приводят к гибели зародыша на более поздних стадиях (спонтанные аборты). При­чина происходящего в таких случаях лежит в утра­те целой группы сцепления генов (хромосомы) в ка-риотипе. Встречаются моносомий и среди родившихся, например, синдром Шерешевского — Тернера,

при котором 2п=45 (44,ХО) (рис. 12.9).



Механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального рас­хождения хромосом в мейозе (анафаза-I и анафа> за-П), в результате чего образуются аномальные гаметы (по количеству хромосом), после оплодо­творения которых возникают гетероплоидные зи­готы (рис. 12.10).





К таким заболеваниям относят синдром Дау­на (трисомия по 21 хромосоме), синдром Клайнфельтера (47, ХХУ; 48, ХХХУ; 50, ХХХХХУ), при котором происходит нарушение развития и актив­ности половых желез, наблюдается евнухоидизм (узкие плечи, оволосение и отложение жира по женскому типу, удлиненные конечности, рис. 12.11).



Эти признаки в сочетании с некоторой психичес­кой отсталостью проявляются у относительно нор­мального мальчика, начиная с момента полового созревания.

Изменения в фенотипе во время соматического развития, связанные с присутствием в организме генетически разнородных клеток, получили назва­ние мозаицизм. Он проявляется в виде секторов но­вого фенотипа, находящихся внутри ткани исходно­го фенотипа. Размеры секторов зависят от числа делений клеток, дающих начало секторам (рис. 12.12).

Следовательно, размер зоны нового феноти­па определяется временем появления изменения

в генотипе: чем раньше в развитии оно происхо­дит, тем больше размер пятна в зрелой ткани.

Клиническая классификация мозаиков по Х-хромосомным анеуплоидиям представлена в табл. 12.3.

В ней описаны наиболее частые типы мозаицизма, однако обмены с участием Х-хромосомы не указаны. ,

Многие интерсексы (организмы с наличием при­знаков обоих полов) являются мозаиками, содер­жащими клетки с различным набором половых хро­мосом в разных комбинациях. Например, фенотип мозаика 45, ХХ/46, XX — может проявляться в виде овариального дисгенеза, гонадального дисгенеза, с мужским псевдогермафродитизмом или в форме «смешанного тонального дисгенеза», когда одна го­нада представлена фиброзным тяжем, а другая диспластическим тестикулом. Некоторые истинные гер­мафродиты имеют кариотип 46, ХХ/46, ХУ. Такой мозаицизм может возникать как следствие различ­ных механизмов, таких как оплодотворение ооцита двумя различными спермиями; слияние двух опло­дотворенных яйцеклеток; митотическая ошибка во время первого дробления; или внутриутробный об­мен стволовыми кроветворными клетками между разнополыми дизиготными близнецами.

Цитоплазматические мутации — возникают в результате мутаций в плазмогенах, находящихся в ДНК-содержащих клеточных органоидах — ми­тохондриях. Полагают, что некоторые патологии, приводящие к мужскому бесплодию, связаны с му­тациями плазмогенов цитоплазмы. Считают, что и некоторые типы близнецовости могут быть обус­ловлены этими же причинами, при этом они на­следуются, как правило, только по женской линии.




12.2.5. Спонтанные и индуцированные

мутации
Спонтанные (случайные) мутации — это му­тации, возникающие при нормальных условиях жизни. Спонтанный процесс зависит от внутрен­них и внешних факторов (рис. 12.13).


Спонтанные мутации у человека могут возни­кать в соматических и генеративных тканях.

Метод учета спонтанных доминантных мутаций основан на том, что в редких случаях у одного из детей появится доминантный признак, отсутствую­щий у обоих родителей. Это должно свидетельство­вать о возникновении спонтанной мутации. Прове­денное в Дании изучение наследственности хондро-дистрофии показало, что примерно одна гамета из 24000 несет доминантную мутацию. Частоту возни­кновения в генеративных тканях человека спонтан­ных рецессивных мутаций рассчитал Холдейн. Он рассуждал следующим образом: женщина обладает двумя Х-хромосомами, если в одной из них произош­ла рецессивная мутация, приводящая к гемофилии, она будет ее скрывать от действия отбора. Мужчи­ны, имея одну хромосому, при получении данной мутации заболевают и, как правило, не оставляют потомства. Однако число генов гемофилии в попу­ляции не уменьшается. Отсюда следует, что частота вновь возникающих мутаций должна быть равна количеству мужчин, больных гемофилией. Расче­ты показали, что эта величина равна от 1х10^-5 до 5х10^-5 за поколение. Для других наследственных заболеваний были найдены как более высокие, так и более низкие частоты мутирования (табл. 12.4).

Курт Браун предложил, так называемый, пря­мой метод оценки спонтанных генных, хромосомных и геномных мутаций. Метод основан на изучении популяционной выборки новорожденных. При этом рекомендуется оценивать частоту мутаций только в тех случаях, когда признак или наследственная бо­лезнь не обнаруживается у родственников пробанда. Частота мутаций рассчитывается по формуле:
Число спонтанных случаев

Проявления данной аномалии

m = -------------------------------------------------------

2 х число обследованных индивидов

Хромосомные мутации выявляются у 1% но­ворожденных, при этом подразумевается, что у лю­дей, не несущих хромосомной патологии, кариотип обладает высоким уровнем стабильности. Однако исследования показали, что нестабильность гено­ма соматических клеток здоровых доноров не ис­ключение, а норма. Повышенный уровень аберра­ций хромосом обусловлен генетически и выявлен у лиц с различными заболеваниями при некоторых формах анемии, заболеваниях нервной системы, из­менениях иммунной системы и гормональных на­рушениях. Большое число работ посвящено ана­лизу спонтанного уровня аберраций хромосом в лимфоцитах периферической крови. Результаты этих работ показывают, что уровень аббераций хро­мосом в лимфоцитах у здоровых людей варьирует в пределах от 1 до 6%, при среднем значении в популяции 0,88%. По сведениям Бочкова Н.П. с соавторами (1975), при неоднократных исследова­ниях (до 8 раз в год) одних и тех же лиц отмечены колебания частот лимфоцитов с аберрациями хро­мосом от 0 до 6% независимо от времени года, пола, возраста и других особенностей индивидов. В связи с этим была высказана гипотеза о том, что нестабильность генома соматических клеток сле­дует рассматривать не только как патологическое состояние организма, но и как адаптивную реак­цию организма на измененные условия внутрен­ней среды организма (Гуськов Е.П., 1989).

Индуцированный мутагенез — искусственное получение мутаций с помощью мутагенов различной природы. Впервые способность ионизирующих излучений вызывать мутации (мутагенный эффект) была обнаружена Г.А.Надсоном и Г.С.Филиппо­вым (1925). Два года спустя Г.Г.Меллер обосно­вал факт мутагенного эффекта рентгеновых лучей, используя методы количественного учета мутаций у дрозофилы. Затем в обширных исследованиях Н.В.Тимофеева-Ресовского, М.Демереца, К.Штер­на, Дж. Ли, М.Дельбрюка и многих других на раз­личных объектах были изучены основные радио­биологические зависимости индуцированных му­таций. В частности, было показано, что частота генных мутаций возрастает с увеличением дозы воз­действия. В конце сороковых годов И.А.Рапопорт и Ш.Ауэрбах открыли существование мощных хи­мических мутагенов. В последние годы показана возможность вызывать повреждение ДНК челове­ка для целого ряда вирусов, различных парази­тарных организмов, гельминтов и др.



Все нарушения генетической информации че­ловека, подрывающие здоровье населения, объеди­няются под названием генетический груз. В насто­ящее время основными проблемами являются оцен­ка уровня генетического груза, снижающего здо­ровье людей. Влияние генетического груза на эко­номику, на трудовые и оборонные ресурсы страны очень велико. Просмотрим статистические данные домов инвалидов г. Москвы только по двум болез­ням: синдром Дауна, который возникает с часто­той один больной на 600 новорожденных, и фенилкетонурия — рецессивная болезнь, которая появ­ляется с частотой один на 10000 новорожденных. Статистический анализ показал, что за период с 1964 по 1979 гг. в эти дома поступило 75680 боль­ных. Их содержание за это время обошлось госу­дарству в миллиард рублей (цены того периода) (Дубинин Н.П., 1990). :

Как мутационные изменения, приводящие к нарушениям генетического аппарата, так и модификационные (изменения нормы реагирования генов) приводят к ухудшению здоровья человека. Наука разрабатывает методы коррекции таких наруше­ний. Создаваемые в последние годы детские реаби­литационные центры позволяют претворять в жизнь достижения науки и корректировать целый ряд модификационных нарушений у детей и взрослых.

12.3. Дополнение. Антимутагены

Мутационный процесс является источником из­менений, приводящих к различным патологичес­ким состояниям. Компенсационный принцип на современном этапе предполагает мероприятия по предотвращению генетических последствий загряз-

нения среды: предотвращение или снижение ве­роятности возникновения мутаций и устранение возникших в ДНК изменений путем репарации наследственного аппарата методами генетической инженерии.

В начале 50-х годов была обнаружена возмож­ность замедления или ослабления темпов мутиро­вания с помощью некоторых веществ. Такие вещес­тва назвали антимутагенами, а сам процесс анти­мутагенезом. Выделено около 200 природных и син­тетических соединений, обладающих антимутаген­ной активностью: некоторые аминокислоты (арги­нин, гистидин, метионин и др.), витамины (токофе­рол, аскорбиновая кислота, ретинол, каротин и др.), провитамины и ферменты (пероксидаза, НАДФ-оксидаза, каталаза и др.), комплексные соедине­ния (растительного и животного происхождения), фармакологические средства (интерферон, оксипиридины, соли селена и др.). Установлено, что анти­мутагены достаточно эффективны для человека.

Наша пища является одним из поставщиков натуральных генотоксичных продуктов. Подсчита­но, что с пищей человек получает несколько грам­мов в день веществ, способных вызвать генетичес­кие нарушения, что в десять тысяч раз больше ос­татков синтетических пестицидов, содержащихся в тех или иных продуктах. Такие количества мутаге­нов должны вызывать существенные поражения в наследственных структурах человека. Этого не про­исходит, так как наряду с мутагенами пища содер­жит также антимутагены, которые нейтрализуют эффект мутагенов. Соотношение тех и других ве­ществ в различных продуктах питания неодинако­во. Некоторые виды бобов, люпин, неочищенное хлопковое масло, черный перец, определенные виды съедобных грибов содержат больше мутагенов. Обнаружено, что потребление в пищу мяса живот­ных, питавшихся растениями, поглотившими мута­генные вещества из окружающей среды, повыша­ет мутационный уровень у человека. В 80-х годах был описан случай появления врожденных дефек­тов в одном хозяйстве у новорожденого ребенка, выводка щенят и козлят. Оказалось, что в период беременности женщина и собака употребляли мо­локо, полученное от домашних коз, которых кор­мили люпином. Генетический аппарат коз был не­посредственно поражен генотоксическими компо­нентами люпина, а человека и собаки опосредо­ванно, через компоненты молока.

Соотношение антимутагенов и мутагенов в про­дуктах зависит от сроков их хранения и консерви­рования, а также от способа их приготовления. На­пример, повреждающие ДНК-продукты образуют­ся в гренках, мясе, рыбе при их интенсивном на­гревании, т.к. жир в процессе кулинарной обра­ботки окисляется с образованием множества ток­сических продуктов (гидропероксиды холестерола, эпокизиды жирной кислоты, альдегиды и др.). Ра­ционы традиционного питания, как правило, не отвечают демографическим (возрастная структура населения) и экологическим условиям. Защита на­следственного аппарата от воздействия средовых токсинов предполагает увеличение в пользу анти­мутагенов баланса веществ в продуктах. Одна из наиболее изученных групп пищевых антимутаге­нов — витамины и провитамины: ретинол (вита­мин А и его синтетические аналоги — ретиноиды) и его провитамин каротин, токоферол (витамин Е), фолиевая кислота (витамин В₄), аскорбиновая кис­лота (витамин С), филлохинон (витамин К).

Антимутагенные свойства витамина Е (а-токофе-рола) впервые были описаны в 70-х годах. Установ­лено, что антимутагенное действие токоферола прак­тически универсально для различных факторов фи­зико-химической и биологической природы (Алек­перов У.К.,1984). Токоферол содержится в раститель­ных продуктах: маслах, семенах и проростках зла­ковых (облепихе, послене, семенах шиповника).

Другой распространенный антимутаген — аскорбиновая кислота (витамин С). Для поддержа­ния оптимального состояния здоровья ежедневная потребность в витамине С у разных людей варь­ируется в пределах от 250 мг до нескольких грам­мов. Аскорбиновая кислота активный антиканце­роген. Пока роль витамина С в предотвращении рака не установлена до конца, тем не менее много­численные экспериментальные и эпидемиологичес­кие данные об обратной корреляции между пот­реблением витамина С и появлением злокачествен­ных образований имеют место. Отмечается высо­кое содержание аскорбиновой кислоты в зеленом и красном перце, черной смородине, петрушке, апельсиновом, лимонном, грейпфрутовом соках, по­мидорах, огурцах, клюкве, крыжовнике и др.

Витамин В₄ (фолиевая кислота) служит барь­ером для вирусов, провоцирующих раковые заболе­вания. Ежедневная доза витамина (около 800 мкг) значительно сокращает и даже прекращает разви­тие предраковых состояний у женщин, принимаю­щих пероральные противозачаточные средства.

Антимутагенами могут быть не только компо­ненты, но и пищевые продукты в целом. Экстракты крестоцветных растений, среди которых наиболее активны различные виды капусты, уменьшали уро­вень мутаций, вызываемых мутагенными компонентами пищи, более чем в 8—10 раз. Эксперименталь­но определено, что токсический эффект снижается под действием экстракта яблок — в 8 раз, мятного листа — в 11 раз, зеленого перца — в 10, бакла­жана — в 7, винограда — в 4 раза. Рекордсменом оказался лопушник большой (сем. сложноцветных) — более чем в 20 раз. Среди лекарственных трав отмечают антимутагенное действие зверобоя.

Правильное питание является одним из путей предотвращения действия генотоксических факто­ров среды. Экспертная группа Международной комиссии по защите окружающей среды от мута­генов и канцерогенов отмечает достоверное сни­жение риска у лиц, придерживающихся диеты, богатой хлебными злаками, овощами и фрукта­ми при снижении потребления продуктов, бога­тых жирами, и алкоголя.
12.4. Задание

1. Участок гена, кодирующий полипептид, име­ет в норме следующий порядок оснований: ААГ-ЦААЦЦАТТАГТААТГААГЦААЦЦЦ. Какие из­менения произойдут в белке, если во время реп­ликации в шестом кодоне появилась вставка (Т) между вторым и третьим нуклеотидами?

2. Какие изменения произойдут в строении бел­ка, если на участке гена ТААЦАААГААЦАААА между 10 и И нуклеотидами включить гуанин, а между 13 и 14 цитозин, а в конце появляется аде-нин? Как называются произошедшие мутации?

3. Каково будет число хромосом в спермато­зоидах человека, если нерасхождение одной из фи­гур наблюдается: а) в анафазе-I мейоза; б) в ана-фазе-П мейоза?

4. На участке гена, кодирующего полипептид, последовательность нуклеотидных оснований сле­дующая: ГААЦГАТТЦГГЦЦАГ. Произошла ин­версия на участке 2—7 нуклеотидов. Определите структуру полипептидной цепи в норме и после мутации.

5. В процессе гаметогенеза у женщины проис­ходит элиминация одной фигуры деления. Опреде­лите количество хромосом, возможное в яйцеклетке, если элиминация происходит в метафазу-I и мета-фазу-П мейоза.

6. В нуклеотидной последовательности гена АААГТТАААЦТГАААГГЦ происходит выпадение 5-го и 9-го нуклеотидов. Какой должен быть учас­ток белка в норме и какой получится?

7. Во время митоза (в анафазе) у человека не разошлась: а) одна пара хромосом; б) две. Сколь­ко хромосом будет в дочерних клетках?

8. Определите возможные генотипы детей в бра­ках: а) здоровая женщина и мужчина с синдро­мом Клайнфельтера; б) женщина-трисомик по X-хромосоме и мужчина с синдромом Дауна (47.+21).

9. Могут ли мужчина и женщина, больные синдромом Дауна, иметь здоровое потомство? Какова вероятность его проявления в случае, если оба родителя имеют трисомию, и в случае тран­слокационной формы наследования синдрома?

10. В культуре ткани человека произошла эли­минация одной хромосомы, сколько хромосом бу­дет в дочерних клетках, если элиминация проис­ходит в разные фазы митоза?

11. Женщина получила от матери 2 хромосо­мы неправильной формы, а от отца — три, все остальные хромосомы нормальные. Какова веро­ятность, что все 5 хромосом неправильной формы окажутся в одной гамете: а) если они не гомоло­гичны; б) если одна материнская и одна отцовская гомологичные; в) если две материнские и две от­цовские образуют гомологичные пары хромосом?

12. При хроническом миелолейкозе в 21 хромо­соме человека есть нехватка. Индивид, получив­ший эту хромосому, заболевает лейкозом. Какая вероятность рождения здоровых детей от этого ин­дивида?

13. Какие из следующих заболеваний не связа­ны с нарушением мейотического расхождения хро­мосом: а) синдром Тернера; б) синдром Дауна; в) синдром «кошачьего крика»; г) синдром Патау?

14. Укажите число телец Барра в клетках ор­ганизма с синдромами: Шерешевского — Терне­ра; Клайнфельтера (ХХУ; ХХХУ; ХУУ; ХХУУ; ХХХХУ); Патау, Эдварса.

15. На сегодняшний день описано и изучено большое число разных мозаиков по половым хро­мосомам у человека. Нарисуйте схему происхож­дения следующих мозаичных организмов:

а) ХХ/ХО; б) ХХ/ХХУУ; в) ХО/ХХХ; г) ХО/ ХХ/ХХХ; д) ХХ/ХУ.

16. Определите названия мутаций в приведен­ных кариотипах, укажите, в каких хромосомах они произошли:

а) 46, XX, 1 pter22; б) 46, XY, Xq28; в) 46, XY, t (13; 21); г) 46, XY, 8qinv 12/22.