Agenti mutageni Mutazioni puntiformi Aberrazioni cromosomiche Le mutazioni Agenti mutageni Mutazioni puntiformi Aberrazioni cromosomiche

La mutazione genetica Il DNA varia casualmente per errori durante la duplicazione (probabilità: un errore ogni 106 duplicazioni)mutazione A differenza dei meccanismi sessuali (diversa organizzazione delle informazioni) la mutazione è una modificazione sostanziale del genoma (informazione modificata) ereditaria, in quanto registrata sul DNA e trasmessa con esso alla base dell’evoluzione della specie, in quanto inserisce novità nel patrimonio genetico Una mutazione viene poi diffusa e ricombinata nel genoma della specie mediante i meccanismi sessuali

Agenti mutageni Tutto ciò che aumenta la probabilità di modificazione sostanziale del patrimonio genetico agente mutagene Mutageni fisici onde elettromagnetiche (raggi , , , X, UV, radiazioni nel visibile, IR…) Mutageni chimici molte sostanze naturali (catrame, sali inorganici, sostanze vegetali) e di sintesi (coloranti, plastiche, ecc.) Mutageni biologici virus, trasposoni (tratto migranti di DNA luce UV dimero timina nodo Effetto raggi UV: 2 basi timina successive si legano tra loroerrori in lettura di quel tratto di DNA, comparsa di melanomi, se non corretto dagli enzimi che controllano il DNA

Una nuova tripletta significa stop Mutazioni puntiformi Interessano una sola o poche basi azotate -sostituzionegli enzimi appaiano in modo errato le basi durante la duplicazionela tripletta cambia, può cambiare l’amminoacido codificato inserzione o perditale triplette a valle della mutazione cambiano: la struttura primaria della proteina è completamente diversa (a meno che la mutazione non coinvolga 3 basi, o multipli di 3 (perdita di uno o più amminoacidi) Perdita di una singola base: le triplette sono sfalsate il loro significato cambia Una nuova tripletta significa stop  proteina più corta

Esempio di mutazione puntiforme: l’emoglobina L’emoglobina è una proteina con struttura quaternaria (4 catene polipeptidiche a 2 a 2 uguali per oltre 600 amminoacidi) adibita al trasporto dell’ossigeno a tutte le cellule La variazione di un solo amminoacido modifica la struttura terziaria e quaternaria della proteina riduzione della sua funzionalità Conseguenze anemie genetiche (talassemia o anemia mediterranea, falcemia) Amminoacido acido glutammico sostituito dalla valina

Effetti fenotipici della falcemia

Aberrazioni cromosomiche Modificazioni imponenti (visibili al microscopio con indagine citologica) dei cromosomi Errori durante la meiosi, in particolare il crossing over Aneuploidie variazione nel numero dei cromosomi Perdite o inserzioni di tratti di cromosoma perdita o ripetizione di tutta una serie di informazioni genetiche Nella maggior parte dei casi aborto precoce per gravissimi difetti dell’embrione Crossing over e ricombinazione corretti durante la meiosi Cromosomi inseriti nei gameti Cromosomi omologhi duplicazione crossing over

Aberrazioni cromosomiche: non disgiunzione in meiosi I in meiosi II meiosi II normale meiosi I normale Numero di cromosomi gameti Cellula uovo spermatozoo normale (n) Zigote 2n+1 Il caso più noto e frequente di effetto della non disgiunzione è la sindrome di Down, dovuta alla trisomia 21 (il cromosoma 21 presente nelle cellule con 3 omologhi in ogni cellula dell’individuo Down ci sono 47 cromosomi)

Tipi di aberrazioni cromosomiche delezione inversione duplicazione inserzione traslocazione Delezione perdita di un tratto di cromosoma e dei geni che portava (dopo la fecondazione, l’individuo è aploide per quella serie di geni) Duplicazioneuna serie di geni ripetuti 2 volte (dopo la fecondazione, l’individuo ha 3 copie di quei geni) Inversione, inserzione e traslocazionel’individuo può essere normale ma sterile (durante le meiosi delle sue cellule, i cromosomi omologhi non possono appaiarsi correttamente)