ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΙΣ Flashcards
Τι ονομάζεται μετάλλαξη;
Οποιαδήποτε αλλαγή στην αλληλουχία ή στον αριθμό των βάσεων του γενετικού υλικού των οργανισμών ( ΔΝΑ όλων των οργανισμών ΡΝΑ κάποιων ιών
Ποιες οι διαφορετικές κατηγορίες μεταλλάξεων με βάση το μέγεθος της αλλαγής;
Οι μεταλλάξεις διακρίνονται σε 2 κατηγορίες με βάση το μέγεθος τους, τις γονιδιακές και τις χρωμοσωμικές. Οι γονιδιακές είναι μικρής έκτασης, όπως αντικατάσταση βάσης, προσθήκη ή έλλειψη βάσης ή βάσεων. Οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες αντιπροσωπεύουν αλλαγές μεγάλες έκτασης και διακρίνονται σε αριθμητικές και δομικές
Που συμβάλλουν οι μεταλλάξεις;
α) Στη δημιουργία γενετικής ποικιλότητας στον πληθυσμό
β) Ευθύνονται για πολλές κληρονομικές ασθένειες + περιπτώσεις καρκίνου
Που μπορούν να συμβούν μεταλλάξεις και ποιες από αυτές είναι κληρονομικές;
Μεταλλάξεις μπορούν να συμβούν σε οποιοδήποτε γεννητικό ή σωματικό κύτταρο ενός οργανισμού. Μόνο οι μεταλλάξεις των γεννητικών κυττάρων μπορεί να μεταβιβαστούν από τη μια γενιά στην επόμενη
Ποιες οι διαφορετικές κατηγορίες μεταλλάξεων με βάση την αιτία που τις προκάλεσε ;
Οι μεταλλάξεις ενδέχεται να είναι αποτέλεσμα τυχαίου λάθους κατά την αντιγραφή του ΔΝΑ. Οι μεταλλάξεις οι οποίες δημιουργούνται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται αυτόματες. Επίσης είναι δυνατόν να προκληθούν εξαιτίας μεταλλαξογόνων παραγόντων, όπως διάφοροι τύποι ακτινοβολίας ή διάφορες χημικές ουσίες
Ποιοι παράγοντες προκαλούν μεταλλάξεις;
Μεταλλαξογόνοι παράγοντες θεωρούνται διάφοροι τύποι ακτινοβολιών όπως είναι οι ακτίνες Χ, η ακτινοβολία γ, η κοσμική ακτινοβολία και η υπεριώδης ακτινοβολία καθώς και διάφορες χημικές ουσίες όπως η φορμαλδεΰδη, καφεΐνη, οι αρωματικοί κυκλικοί υδρογονάνθρακες και ορισμένες χρωστικές
Ποιοι διαφορετικοί τύποι γονιδιακών μεταλλάξεων υπάρχουν;
α) Αντικατάσταση βάσης
β) Προσθήκη βάσης ή βάσεων
γ) Έλλειψη βάσης ή βάσεων
Πως επηρεάζει την πρωτεΐνη η αντικατάσταση βάσης;
Στην περίπτωση που η διαφορετική τριπλέτα που προέκυψε κωδικοποιεί το ίδιο αμινοξύ (συνώνυμο κωδικόνιο) δεν αλλάζει η ακολουθία των αμινοξέων στην παραγόμενη πρωτεΐνη. Στις περισσότερες περιπτώσεις μια αντικατάστασης βάσης δημιουργεί μια τριπλέτα που κωδικοποιεί ένα διαφορετικό αμινοξύ και κατά συνέπεια μια αλλαγμένη πρωτεΐνη. Εάν το διαφορετικό αμινοξύ βρίσκεται βρίσκεται στο ενεργό κέντρο ενός ενζύμου ή κοντά σε αυτό, τότε η ενεργότητα του (ικανότητα κατάλυσης αντιδράσεων) μπορεί να ελαττωθεί ή να μηδενισθεί. Επίσης, σε άλλα είδη πρωτεϊνών η μετάλλαξη μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στη δομή τους και συνεπώς και στη λειτουργία τους. Σε άλλες περιπτώσεις μια αντικατάσταση βάσης μπορεί να μετατρέψει ένα κωδικόνιο σε κωδικόνιο λήξη, με αποτέλεσμα τον τερματισμό σύνθεσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας
Πως επηρεάζει την πρωτεΐνη η προσθήκη ή έλλειψη βάσης;
Αλλαγές στον αριθμό των βάσεων έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μεταλλαγμένων φαινότυπων. Η προσθήκη ή έλλειψη διαδοχικών βάσεων σε οποιοδήποτε αριθμό πολλαπλάσιο του 3 δημιουργεί αντίστοιχα προσθήκη ή έλλειψη αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα, που μπορεί να αλλάζει τη λειτουργικότητα της. Αν ο αριθμός των βάσεων είναι διαφορετικός του 3 ή πολλαπλάσιων του ,τότε η αλληλουχία των αμινοξέων δεν εμφανίζει πλέον πολλές ομοιότητες με την αρχική
Ποιες οι διαφορετικές κατηγορίες μεταλλάξεων με βάση το αποτέλεσμα τους στον φαινότυπο;
Οι μεταλλάξεις ενδέχεται να μεταβάλλουν τον φαινότυπο αν επηρεάσουν σημαντικό το γονιδιακό προϊόν. Η μεταβολή αυτή ενδέχεται να είναι επιβλαβής για τον οργανισμό ή μπορεί και να λειτουργήσει ευνοϊκά για αυτόν. Επίσης κάποιες μεταλλάξεις οδηγούν σε μεταβολής της αλληλουχίας των αμινοξέων της πρωτεΐνης αλλά αυτή η αλλαγή δεν επιδρά στον φαινότυπο. Αυτού του είδους οι μεταλλάξεις χαρακτηρίζονται ως ουδέτερες. Τέλος, αλλαγές στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων οι οποίες δεν επιφέρουν αλλαγή στην αμινοξική αλληλουχία (λόγω εκφυλισμού του γενετικού κώδικα), προφανώς δεν επιδρούν στον φαινότυπο, και χαρακτηρίζονται ως σιωπηλές
Ποια η δομή και ο ρόλος των αιμοσφαιρινών;
Κάθε μόριο αιμοσφαιρίνης έχει σφαιρικό σχήμα και αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες ανά δύο όμοιες, κάθε μια από τις οποίες συνδέεται με μια ομάδα αίμης. Στα μόρια της αίμης δεσμεύονται είτε τα μόρια Ο2 είτε το μόρια CO2 κατά τη διακίνηση των αερίων
Ποια είδη αιμοσφαιρινών συναντάμε στην εμβρυική ηλικία;
Η κύρια αιμοσφαιρίνη στην εμβρυική ηλικία είναι η HbF με σύσταση α2γ2, δηλαδή αποτελείται από δύο πολυπεπτιδικές αλυσίδες α και δύο γ
Ποια είδη αιμοσφαιρινών συναντάμε στην ενήλικη ζωή;
Κατά την ενήλικη ζωή η κύρια αιμοσφαιρίνη είναι η HbΑ με σύσταση α2β2, ενώ ανιχνεύονται μικρές ποσότητες μιας άλλης αιμοσφαιρίνης, της HbΑ2, με σύσταση α2δ2. Τα ενήλικα άτομα επίσης συνθέτουν πολύ μικρή ποσότητα (λιγότερη από το 1%) της HbF
Ποια είναι η πρώτη γενετική ασθένεια που βρέθηκε ότι είναι αποτέλεσμα συγκεκριμένης γονιδιακής μετάλλαξης;
Η δρεπανοκυτταρική αναιμία. Το 1949, ο Linus Pauling και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι η αιμοσφαιρίνη των ενηλίκων HbΑ, που αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, 2 α και 2 β , διέφερε στα φυσιολογικά άτομα σε σχέση με εκείνα που έπασχαν από δρεπανοκυτταρική αναιμία
Ποιο είναι το γενετικό αίτιο της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας;
Η διαφορά εντοπίζεται στο 6ο αμινοξύ της β πολυπεπτιδικής αλυσίδας, όπου το γλουταμινικό οξύ αντικαθίσταται από βαλίνη. Η μεταλλαγμένη αιμοσφαιρίνη συμβολίζεται ως HbS. Η αλλαγή στην ακολουθία των αμινοξέων είναι αποτέλεσμα μιας γονιδιακής μετάλλαξης στην τριπλέτα που κωδικοποιεί το γλουταμινικό οξύ. Στη κωδική αλυσίδα του ΔΝΑ , αλλάζει μια βάση και το φυσιολογικό κωδικόνιο GAG, που κωδικοποιεί το γλουταμινικό οξύ, αντικαθίσταται από το GTG που κωδικοποιεί τη βαλίνη
Ποια είναι η φαινοτυπική εικόνα των ατόμων που πάσχουν από δρεπανοκυτταρική αναιμία;
Η μετάλλαξη οδηγεί σε αλλαγή της στερεοδιάταξης της αιμοσφαιρίνης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή της μορφής των ερυθροκυττάρων, τα οποία σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, παίρνουν χαρακτηριστικό δρεπανοειδές σχήμα. Τα δρεπανοκύτταρα εμποδίζουν τη φυσιολογική κυκλοφορία του αίματος στα τριχοειδή αγγεία δημιουργώντας προβλήματα σε διάφορα όργανα όπως στο σπλήνα και τους πνεύμονες. Τα δρεπανοκύτταρα καταστρέφονται ταχύτερα από τα φυσιολογικά με συνέπεια την εμφάνιση συμπτωμάτων αναιμίας
Ποιος είναι ο γονότυπος των ατόμων που πάσχουν από δρεπανοκυτταρική αναιμία;
Ασθενείς με δρεπανοκυτταρικοί αναιμία είναι ομόζυγοι για το μεταλλαγμένο γονίδιο με συμβολίζεται β^s. Τα άτομα αυτά παράγουν μόνο HbS και καθόλου HbΑ
Ποιος είναι ο γονότυπος των φορέων , εμφανίζουν συμπτώματα δρεπανοκυτταρικής αναιμίας;
Έχουν ένα φυσιολογικό β γονίδιο και ένα μεταλλαγμένο και δεν εμφανίζουν τα συμπτώματα της ασθένειας. Στους φορείς προκαλείται δρεπάνωση μόνο σε συνθήκες μεγάλης έλλειψης οξυγόνου, όπως υψόμετρο μεγαλύτερο από 3000 μέτρα
Που οφείλονται οι αιμοσφαιρινοπάθειες;
Σε μεταλλάξεις που εμφανίζονται στα γονίδια που κωδικοποιούν τις αλυσίδες των αιμοσφαιρινών, Στο γονίδιο της πολυπεπτιδικής αλυσίδας β έχουν βρεθεί περισσότερες από 300 διαφορετικές μεταλλάξεις
Πόσο σημαντικές είναι οι μεταλλάξεις σε γονίδια που κωδικοποιούν πολυπεπτιδικές αλυσίδες της αιμοσφαιρίνης;
Εάν μια μετάλλαξη επηρεάζει αμινοξέα σημαντικά για τη λειτουργικότητα της πρωτεΐνης, όπως αυτά που βρίσκονται κοντά στη περιοχή πρόσδεσης της αίμης, τότε δημιουργείται σοβαρό πρόβλημα για τον οργανισμό. Υπάρχουν όμως και μεταλλάξεις που περνούν σχεδόν απαρατήρητες ή που δημιουργούν μόνο ήπια αναιμία. Τέτοιες είναι οι μεταλλάξεις που αφορούν περιοχή της αλυσίδας που δεν είναι σημαντική για τη λειτουργία του μορίου
Τι είναι η θαλασσαιμία ;
Μια από τις σοβαρότερες αιμοσφαιρινοπάθειες, που οφείλεται σε ελαττωμένη σύνθεση είτε των α είτε των β αλυσίδων και οδηγεί αντίστοιχα σε α ή β θαλασσαιμία
Τι σημαίνει ότι η β θαλασσαιμία παρουσιάζει μεγάλη ετερογένεια;
Προκαλείται από πολλά διαφορετικά είδη γονιδιακών μεταλλάξεων όπως αντικαταστάσεις, ελλείψεις και προσθήκες βάσεων. Τα συμπτώματα της ασθένειας διαφέρουν ως προς τη βαρύτητα μεταξύ διαφόρων ατόμων και σχετίζονται με το είδος της μετάλλαξης που τα προκαλεί. Τα συμπτώματα μπορεί να κυμαίνονται από σοβαρή αναιμία (παντελής έλλειψη πολυπεπτιδικής αλυσίδας β , συνεπώς και HbΑ) έως λιγότερο σοβαρή αναιμία (ελάττωση σύνθεσης πολυπεπτιδικής αλυσίδας β, συνεπώς σύνθεση HbΑ σε πολύ μικρή ποσότητα)
Ποια είναι η διαφορά στη σύσταση των αιμοσφαιρινών και στο είδος των συμπτωμάτων ανάμεσα στους φορείς της β-θαλασσαιμίας και στους πάσχοντες από β-θαλασσαιμία;
Τα άτομα φορείς της β θαλασσαιμίας είναι ετερόζυγα (Ββ) και εμφανίζουν ήπια αναιμία ενώ παρατηρούνται υψηλά επίπεδα της αιμοσφαιρίνης HbΑ2, στοιχείο που αποτελεί διαγνωστικό δείκτη για την εμφάνιση του συγκεκριμένου γονότυπου. Αντίθετα, οι πάσχοντες από β θαλασσαιμία είναι ομόζυγοι (ββ) εμφανίζουν σοβαρή μορφή αναιμίας, ενώ παρατηρούνται υψηλά επίπεδα της αιμοσφαιρίνης HbF, η οποία αποκαθιστά μερικώς τη λειτουργία της HbΑ αλλά δεν αποτελεί διαγνωστικό δείκτη
Πως αντιμετωπίζεται η β θαλασσαιμία;
Με συχνές μεταγγίσεις αίματος, οι οποίες σταδιακά δημιουργούν πρόβλημα λόγω της υπερφόρτωσης του οργανισμού με σίδηρο. Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίζεται με φαρμακευτική αγωγή (αποσιδήρωση)
Γιατί ποσοστά φορέων β θαλασσαιμίας και δρεπανοκυτταρικής αναιμίας είναι υψηλά σε συγκεκριμένες περιοχές του πλανήτη; Ποιες είναι αυτές οι περιοχές;
Η αυξημένη συχνότητα εμφάνισης των φορέων της β-θαλασσαιμίας και της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας σε συγκεκριμένες περιοχές σχετίζεται με την ανθεκτικότητα των συγκεκριμένων ατόμων στο πρωτόζωο πλασμώδιο που είναι υπεύθυνο για την εμφάνιση της ελονοσίας. Σε περιοχές όπως οι χώρες της Μεσογείου, η Δυτική και Ανατολική Αφρική και η Νοτιοανατολική Ασία εμφανίστηκαν επιδημίες ελονοσίας. Οι φορείς των δύο ασθενειών έχουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα με αποτέλεσμα κατά τη διάρκεια αυτών των επιδημιών να έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να επιβιώσουν, να αναπαραχθούν και να μεταβιβάσουν το υπολειπόμενο αλληλόμορφο στους απογόνους. Με αυτόν τον τρόπο αυξήθηκε το ποσοστό εμφάνισης των φορέων σε αυτές τις περιοχές
Πως κληρονομείται η β θαλασσαιμία;
Με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο. Όταν οι δύο γονείς είναι φορείς της ασθένειας, ο κίνδυνος εμφάνισης της β θαλασσαιμίας στους απογόνους είναι 25%
Ποια η γενετική αιτία της εμφάνισης της α θαλασσαιμίας και γιατί τα άτομα που πάσχουν εμφανίζουν συνήθως, σοβαρότερα συμπτώματα από ότι αυτά που πάσχουν από β θαλασσαιμία;
Τα γονίδια που κωδικοποιούν την πολυπεπτιδική αλυσίδα α είναι διπλά , δηλαδή υπάρχουν 2 γονίδια α σε κάθε ομόλογα χρωμόσωμα. Η α θαλασσαιμία είναι μια ασθένεια που οφείλεται σε έλλειψη του ενός, των 2, των3 ή και των 4 γονιδίων α. Η ασθένεια οδηγεί συνήθως σε σοβαρότερα συμπτώματα καθώς η πολυπεπτιδική αλυσίδα α αποτελεί συστατικό όλων των φυσιολογικών αιμοσφαιρινών του ανθρώπου
Πόσες διαταραχές του μεταβολισμού έχουν περιγραφεί;
περίπου 200 διαταραχές του μεταβολισμού, οι οποίες αφορούν κυρίως τη λειτουργικότητα ενζύμων