mutation...
TRANSCRIPT
Mutation (การกลายพนธ)
O-Phart Phrathep
B.Sc. (Biology), M.S. (Plant Science)
Department of Biology, Mahidol Wittayanusorn School
การกลายพนธ (Mutation)
การเปลยนแปลงลกษณะทางพนกรรม โดยการเปลยนแปลงล าดบหรอจ านวนเบส
การสงเคราะหโปรตนผดปกต
Phenotype เปลยนแปลงท าให สมช. เปลยนแปลงไป
3
Mutation (การกลาย)(Latin; mūtātus = change)
การเปลยนแปลงของสงมชวต ทสามารถถายทอดไปยงรนตอๆ ไปได (เซลล/ลก)สาเหต1. Spontaneous mutation2. Induced mutation: เกดจาก Mutagen เชน รงส หรอสารเคมตางๆ
ระดบการเกด1. Gene mutation (Point mutation)2. Chromosomal mutation
เซลลทเกด1. เกดท Somatic cell ไมถายทอดผาน sexual reproduction2. เกดท Sex cell (Gamete) ถายทอดผาน sexual reproduction
Mutation แบงตามระดบการเกด
1. Point mutation 2. Chromosomal mutation
: เกดในระดบยน : เกดในระดบโครโมโซม
one allele of a gene changes into a different allele.
typically refer to alterations of single base pairs of DNA or of a small number of adjacent base pairs
1. Point (Gene) Mutation
1.1 Base substitutions 1.2 Frame-shift substitutions
1.1 Base substitutions
การเปลยนแปลงแปลงชนดของเบส
1.2 Frame-shift substitutions
การเพม (insertion)/ลด (deletion) เบส ท าใหกรอบพนธกรรมเลอนไปจากเดม
สาเหตการเกด
a) Spontaneous mutation b) Induced mutation
: เกดขนโดยธรรมชาต : เกดขนโดยการชกน าจาก สารกอกลายพนธ (Mutagen)
การเปลยนต าแหนงของ H ใน N. baseของ C ต าแหนง 3 และ 4 Keto Enol Amino Imino Spontaneously occur
a) Spontaneous mutation
Tautomeric shift:
Tautomeric shift ท าใหเกดการจบคเบสผดพลาด (Mismatched bases) ในการสงเคราะห DNA
Mismatched bases
(a) Mispairs resulting from rare tautomeric forms of the pyrimidines
(b) mispairs resulting from rare tautomeric forms of the purines
Mechanism by which tautomeric shifts in the bases in DNA cause mutations
G = CG* = T
b) Induced mutation: เกดจาก Mutagen
สารเคมตางๆChemical Mutagen Physical Mutagen
รงส เชน UV
Mutation Frequencies Obtained with Various Mutagens in Neurospora
Mutagenic treatmentExposure time
(minutes)Survival (%)
Number of ad-3mutants per 10
6
survivors
No treatment (spontaneous rate) — 100 ~0.4Amino purine (1–5 mg/ml) During growth 100 3Ethyl methane sulfonate (1%) 90 56 25Nitrous acid (0.05 m) 160 23 128X rays (2000 r/min) 18 16 259Methyl methane sulfonate (20 mm) 300 26 350UV rays (600 erg/mm
2per min) 6 18 375
Nitrosoguanidine (25 μm) 240 65 1500ICR-170 acridine mustard (5 μg/ml) 480 28 2287
Physical Mutagen: Radiation
Ionizing radiation Non-Ionizing Radiation
พลงงานและอ านาจทะลทะลวงสง ท าใหเกดอออน ท าใหเกดความเสยหายกบ DNA
พลงงานและอ านาจทะลทะลวงต า ไมท าใหเกดอออน ท าใหเบสใน DNA เปลยนแปลง
Mutation produced by Ionizing radiation
Mutation produced by Non-Ionizing radiation: UV
ท าใหเกด T=T, C=C dimer
Mutation by radiation
Chemical Mutagen
(a) Alkylating agents
(b) Base analog (c) Acridines
(d) Deaminating agent (e) Hydroxylating agent
Base analog
2-aminopurine (2-AP): an analog of adenine
Alkylating agents: ยายหม Alkyl ใหแกเบส
Alter a base, causing specific mispairing EMS (ethyl methanesulfonate) NG (nitrosoguanidine)
HNO2: Deaminating agent
Intercalating agents
flat planar molecules that mimic base pairs can cause single-nucleotide-
pair insertions or deletions เชน สยอมตางๆ
ผลของการเกด Point (gene) Mutation
Silent
Missense
Nonsense
26
โรคโลหตจางชนด Sickle-cell anemia
1. Silent Mutation: the mutation changes one codon for an amino acid into another codonfor that same amino acid.
2. Missense Mutation: the codon for one amino acid is replaced by a codon for another amino acid.
3. Nonsense mutation: the codon for one amino acid is replaced by a translation termination (stop) codon.
28
Frame Shift Mutation
29
2. Chromosomal mutation
มการผดปกตได 2 ประเภท1. ความผดปกตทรปรางของโครโมโซม (Chromosome
structure)2. ความผดปกตทจ านวนโครโมโซม (Chromosome
number)- ขาด/เกน เปนชด (Euploidy)- ขาด/เกน เปนแทง (Aneuploidy)
30
ความผดปกตของรปรางโครโมโซม
Gene (point mutation) Chromosome
Cri Du Chat (Cat Cry) Syndrome โครโมโซมคท 5 บางสวนขาดหายไป ศรษะเลก ใบหนากลมตาเลกอยหางกนและเฉยง ดงจมกแบน ปญญาออน เสนสายเสยง (vocal cord) ผดปกต ท าใหเสยงเลกแหลมคลายเสยงรองของแมว
ลกษณะตาบาร (bar) ในแมลงหว เกดจาก duplication ของโครโมโซม x
2. การเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซม
2.1 Euploidy: เปลยนแปลงทงชด2.2 Aneuploidy: เปลยนแปลงจ านวนในชด
3n = triploid4n = tetraploid5n = pentaploid6n = hexaploid
Euploidy: เปลยนแปลงทงชด
มกเปนอนตรายตอสตว ใชประโยชนในการปรบปรงพนธพช
This triploid watermelon
Seedless variety has sweet, yellow flesh
Polyploidization by Colchicine Treatment
Rabbage (radish x cabbage)
Euploidy A. Bread wheat (Triticum aestivum)B. Rye (Secale cereale)C. Triticale (Triticosecale).
Aneuploidy: เปลยนแปลงจ านวนในชด
trisomic-21
http://www.thetech.org/genetics/ask.php?id=31
Trisomy 21
กลมอาการดาวนซนโดรม (Down syndrome) โครโมโซมคท 21 เกนมา 1 แทง (47,+21) รปรางเตย ตาหาง หางตาชขน ลนโตคบปาก คอสนกวาง นวมอนวเทาสน ปญญาออน
43
Down syndrome
เกดจากโครโมโซมคท 21 เกนมา 1 แทง
Trisomy 13 (47, +13) or Patau syndrome
น าหนกตวนอยกวาปกต บางสวนของสมองอาจหายไป สมองพการมาก ปญญาออน ตาขนาดเลก ประสาทตาเจรญไมเตมท หหนวก ปากแหวง เพดานโหว มตงเนอยนจากปลายจมก นวมอและนวเทาเกน ไต หวใจ และอวยวะสบพนธผดปกต มกจะตายภายใน 3 เดอนหลงคลอด
Trisomy 18 –Edward syndrome
น าหนกตวนอย ปญญาออน กลามเนอเกรง ล าตวมขนมาก ศรษะเลกแตทายทอยโหนก คางเลก ใบหใหญ มอก าและนวมอทบกน สนเทายนไปดานหลงมาก มความพการของหวใจ บางคนไตกผดปกตดวย มกตายภายใน 4 เดอนหลงคลอด
45 XO-Turner syndrome
พบในผหญง ลกษณะภายนอกเปนผหญงรปรางเตย หนาแก คอสน มแผนหนงจากตนคอมาจรดหวไหล ตามกผดปกต เชน ตาเหล ตาโปน หรอตาตอกระจกมอและเทามกบวมเนองจากการอดตนของทอน าเหลอง เปนหมน
กลมอาการไคลนเฟลเทอร (Klinefelter syndrome)
เพศชายทมโครโมโซมเพศ X เกนมา โครโมโซมเปน 47, XXY หรอ 48, XXXY หรอ 49, XXXXY หนาอกและสะโพกผาย มสวนสงมากกวาผชายปกต บางคนมสตปญญาต า เปนหมน
50
เกดจากความผดปกตในการแบงเซลลแบบ Meiosis