Послезиготна мутација

Послезиготна мутација (или постзиготна мутација) ― промена во геномот на организмот што се стекнува за време на неговиот животен век, наместо да биде наследена од неговите родители преку спојување на две хаплоидни гамети. Мутациите што се случуваат по образувањето на зиготот може да бидат предизвикани од различни извори кои спаѓаат во две класи: спонтани мутации и индуцирани мутации. Колку мутацијата е штетна за организмот зависи од тоа каква е мутацијата, каде се случила во геномот и кога се случила.
1 Причини
Послезиготните промени на геномот може да бидат предизвикани од мали мутации кои влијаат на еден базен пар, или големи мутации кои влијаат на цели хромозоми и се поделени во две класи, спонтани мутации и индуцирани мутации.
1.1 Спонтани мутации
Повеќето спонтани мутации се резултат на природно настанати лезии на ДНК и грешки при репликација на ДНК без директна изложеност на агенс. Неколку вообичаени спонтани мутации се:
* Депуринација - губење на пуринска база (А или Г) за да биде образувано апуринско место. Апуринско место е место во генетска низа која не содржи пуринска база. За време на репликацијата, засегнатата двоверижна ДНК ќе произведе една двоверижна ќерка која го содржи исчезнатиот пурин, што ќе резултира со непроменета низа. Другото влакно ќе произведе пократко влакно, на кое му недостасува пуринот и неговата комплементарна база.* Деаминација - Аминската група на база се менува во кето група. Ова резултира со промена на цитозинот во урацил и аденин во хипоксантин што може да резултира со неправилна репликација и поправка на ДНК.* Тавтомеризација - Водородниот атом на нуклеотидна база се менува положба, предизвикувајќи изменета шема на водородни врски и неправилно спарување на базите за време на репликацијата. На пример, кето тавтомерот на тиминот нормално се спарува со аденин, но енол тавтомерот на тимин може да се врзе со гванин. Ова резултира со неправилно совпаѓање на базен пар. Слично, постојат амино и имино тавтомери на цитозин и аденин кои можат да предизвикаат неправилно спарување на базите со други нуклеотиди.
1.2 Индуцирани мутации
Индуцирани мутации се какви било лезии на ДНК предизвикани од агенс или мутаген. Мутагените често покажуваат мутациска специфичност, што значи дека предизвикуваат предвидливи промени во низата на ДНК. Неколку вообичаени мутагени кои предизвикуваат мутации се:
* Ултравиолетова светлина - предизвикува пиримидински (T или C) нуклеотидни бази на истата нишка до ковалентно спојување, образувајќи пиримидински димер. Тимин-тимин димерите се најчестата мутација предизвикана од ултравиолетовата светлина. Бидејќи димерите предизвикуваат нарушување на структурата на ДНК, полимеразите често имаат проблеми со читањето на регионот, забавувајќи ја репликацијата на ДНК.
* Базни аналози - соединенија кои се доволно слични по структура и хемија со азотни бази на ДНК, така што тие можат да се вклучат во низата. Овие аналози ги немаат истите својства на спарување на нормалните бази, затоа тие можат погрешно да се спарат со нуклеотиди за време на репликацијата. 5-бромоурацил (5-BU) е вообичаен аналог на тимин, но енолниот облик на 5-BU сè уште може да се врзува со аденин. Јонизираниот облик, од друга страна, се спарува со гванин.* Меѓукалирачки агенси - Соединенија кои се сместуваат меѓу наредените азотни бази во ДНК, предизвикувајќи мутација на поместување на рамката. Некои меѓукалирачки агенси, како даунорубицин, се способни да ја блокираат репликацијата и транскрипцијата, што ги прави неверојатно токсични за клетките кои се размножуваат.* Реактивни видови кислород - Високо реактивни молекули што содржат кислород, кои се способни да предизвикаат прекини на ДНК-влакното и многу штетни ефекти врз клеточните компоненти.* Алкилирачки агенси - Соединенија кои прикачуваат алкилна група на четирите бази. Кога алкилна група е додавана на гванин, тоа може да доведе до неправилно спарување со тимин и да ја наруши точноста на репликацијата.
2 Последици
Голема детерминанта за сериозноста на последиците предизвикани од послезиготните мутации е кога и каде се појавуваат. Како резултат на тоа, последиците може да се движат од занемарливи до неверојатно штетни.
2.1 Мозаицизам
Кога поединецот наследил абнормалност, таа обично е присутна во сите негови клетки. Сепак, некои мутации како промена на кодот на ДНК, епигенетски промени и хромозомски абнормалности, може да се појават подоцна во развојот. Ова би резултирало со тоа што едната клеточна линија на потомството е нормална, додека другата клеточна линија (или линии) е ненормална. Како резултат на тоа, поединецот се смета за мозаичен од нормални и абнормални клетки.
Мозаицизмот е појава на две или повеќе клеточни линии со различни генотипови во еден поединец. Се разликува од химеризмот кој е спој на два зиготи, предизвикувајќи нов единствен зигот со два генотипа.
2.1.1 Губење на хромозомот Y
Губењето на хромозомот Y во крвните клетки е најчеста човечка послезиготна мутација. Тоа е многу поврзано со возраста, бидејќи е забележлив во најмалку 10% од крвните зрнца за 14% и 57% од мажите на возраст околу 70 и 94 години, соодветно. Мажите кои имаат губење на хромозомот Y имаат повисока смртност од сите причини и смртност од рак во споредба со незасегнатите мажи. Дополнително, губењето на хромозомот Y е поврзано со поголем ризик за Алцхајмерова болест и срцеви болести. Пушењето го зголемува ризикот од предизвикување губењето на хромозомот Y повеќе од три пати и има ефект зависен од дозата на статусот на губењето на хромозомот Y.
2.1.2 Мозаицизам во трисомија 21
Трисомија 21 (Даунов синдром) е една од најраспространетите хромозомски абнормалности кај живородените деца. Од сите бремености со трисомија 21, приближно 80% завршуваат со спонтани абортуси или мртви раѓања. 1-5% од луѓето на кои им е дијагностициран Даунов синдром се всушност мозаици со „висок степен“ на трисомија 21. Остатокот од мозаиците на трисомија 21 се означени како мозаици со „низок степен“, што значи дека хромозомската мутација се јавува кај помалку од 3-5% од соодветното ткиво. Додека висококвалитетните мозаици на трисомијата 21, покажуваат слични особини на целосниот Даунов синдром, мозаиците со низок степен имаат тежнеење да покажуваат поблаги особини; сепак, ефектите се доста променливи во зависност од распределбата на трисомските клетки.
2.2 Соматски мутации
Соматските мутации се резултат на промена на генетската структура по оплодувањето. Овој вид мутација вклучува и клетки надвор од размножувачката група и на тој начин не се пренесува на идните потомци.
2.3 Зародишни мутации
Зародишните мутации се резултат на промена на генетската структура на зародишните клетки. Овие мутации можат да бидат пренесени на потомството и да доведат до конституционална мутација. Конституционалната мутација е мутација која кога е присутна во една клетка, ја има и во сите други клетки поврзани со организмот.