La mutazione è una modificazione della sequenza delle basi del DNA

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1 La mutazione è una modificazione della sequenza delle basi del DNA Le mutazioni sono eventi rari e importanti in quanto sono alla base dell evoluzione biologica Le mutazioni possono essere spontanee (dovute ad errori nel funzionamento cellulare) o indotte da agenti esterni

2 Le mutazioni possono essere GENICHE se interessano un singolo o pochi geni, CROMOSOMICHE se interessano pezzi grandi di un cromosoma, GENOMICHE se interessano l intero genoma

3 Mutazioni per sostituzione di basi

4 Le basi possono trovarsi in forme tautomeriche diverse. Quando si trovano nella forma rara (a destra) si appaiano con basi diverse da quelle usuali generando sostituzioni per transizione

5 La sostituzione di una base determina un alterazione nella emoglobina che causa l anemia falciforme

6 Tipi di mutazioni geniche e loro effetti a livello del fenotipo proteico Missenso = la mutazione provoca la sostituzione di un aminoacido con un altro diverso. E neutrale se il nuovo aminoacido ha proprietà chimiche simili a quello sostituito Silente = la mutazione genera un codone che specifica lo stesso aminoacido, non c è effetto fenotipico Nonsenso = la mutazione genera un codone di stop, la proteina si interrompe in quel punto Frameshift = l insezione o la delezione di una base provoca lo scivolamento della lettura delle triplette e tutti gli aminoacidi sono cambiati da quel punto in poi

7 meccanismo di formazione spontanea di delezioni

8 Come si generano le duplicazioni tra sequenze ripetute

9 Le mutazioni indotte sono causate da AGENTI MUTAGENI Gli agenti mutageni possono essere: FISICI RAGGI X RAGGI ULTRAVIOLETTI (UV) CHIMICI MOLTE CLASSI DI MOLECOLE CHE INTERAGISCONO CON IL DNA

10 I raggi ultravioletti (UV) causano la formazione dei dimeri di timine

11 l effetto mutageno dei raggi U.V. è dovuto al loro assorbimento da parte del DNA

12 Analoghi delle basi: il 5-bromouracile, nella forma enolica si appaia con la guanina

13 Effetto mutageno del 5-bromouracile: Transizione A-T > G-C

14 La struttura chimica di alcuni mutageni

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17 Azione mutagena di un agente intercalante, il bromuro di etidio

18 LE CELLULE SI DIFENDONO DALLE MUTAZIONI Il sistema di riparazione può essere indotto

19 Curve di sopravvivenza alle radiazioni ultraviolette di ceppi di E. coli con difetti nel sistema di riparazione

20 la riparazione diretta del danno da UV avviene alla luce per azione della fotoliasi

21 Al buio o in altri tipi di danno la riparazione prevede l eliminazione del tratto danneggiato e la sua sostituzione con uno di nuova sintesi Riparazione per excisione

22 Questo tipo di riparazione tende ad introdurre errori cioè provoca mutazioni una serie di enzimi riparativi, denominati UvrA, B, C e D è responsabile della riparazione per excisione; questi sono controllati dai geni reca e lexa e costituiscono il sistema SOS

23 Mismatch repair Riparazione degli errori di appaiamento La metilaziome dell elica stampo indica al macchinario riparativo quale è l elica di nuova sintesi da correggiere

24 Il test di Ames per determinare l attività mutagena di un composto un mutageno aumenta la frequenza di retromutazione da his- a his+ le cellule che subiscono la mutazione riacquistano la capacità di crescere in assenza dell aminoacido istidina

25 Alcune sostanze sono mutagene solo dopo attivazione enzimatica

26 Mutazioni cromosomiche Sono modificazioni di grandi segmenti di DNA nei cromosomi, si possono mettere in evidenza con l osservazione al microscopio e la tecnica del bandeggio Cariotipo umano

27 Tipi di mutazioni cromosomiche

28 Delezione

29 Duplicazione

30 Inserzione

31 Traslocazione

32 I cromosomi si possono colorare con sonde specifiche

33 Con l ibridazione in situ si possono evidenziare regioni particolari dei cromosomi

34 la sindrome del cri-du-chat e dovuta alla delezione di un pezzetto del cromosoma 5

35 Mutazioni genomiche Aneuploidia per non-disgiunzione Gamete trisomico Gamete monosomico

36 Cariotipo nella trisomia del cromosoma 21, sindrome di Down

37 Mutazioni nella linea germinale e mutazioni somatiche