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    Mutation génique: définition, causes, types, exemples

    Les mutations génétiques ne peuvent pas vraiment transformer les bébés tortues en super héros de bande dessinée comme les Teenage Mutant Ninja Turtles


    Les mutations génétiques sont de légères altérations des nucléotides, gènes ou chromosomes d'ADN ou d'ARN qui peuvent se produire pendant la réplication ou la division cellulaire. Des erreurs aléatoires non corrigées peuvent être bénéfiques ou néfastes en relation avec l'évolution.

    Certains effets de la mutation génique passent inaperçus.
    Qu'est-ce que la mutation génétique en biologie?

    Les deux types de mutations dans la biologie se produit principalement dans les cellules germinales (ovules et spermatozoïdes) et dans les cellules somatiques (corps).

    Des mutations germinales qui provoquent des troubles génétiques peuvent être héritées en raison d'altérations dans les séquences d'ADN. Les mutations somatiques comme le cancer du poumon associées à une forte consommation de tabac ne peuvent pas être transmises aux générations suivantes.

    Différentes mutations peuvent s'avérer mortelles pour un organisme si la régulation des gènes est gravement perturbée. D'un autre côté, des mutations aléatoires peuvent donner aux organismes ayant ce caractère muté un avantage concurrentiel.

    Par exemple, Charles Darwin a trouvé une corrélation entre la forme du bec des pinsons et leur prévalence dans des habitats divergents sur les îles Galapagos. Les travaux de Darwin ont conduit à la théorie de la sélection naturelle
    .
    Quand les mutations génétiques se produisent-elles?

    Les mutations se produisent fréquemment juste avant le processus de mitose lorsque l'ADN est répliqué dans le noyau cellulaire. Pendant la mitose ou la méiose, des accidents peuvent survenir lorsque les chromosomes ne sont pas alignés correctement ou ne se séparent pas correctement. Des mutations chromosomiques dans les cellules germinales peuvent être héritées et transmises à la génération suivante.

    Certaines mutations génétiques peuvent interférer avec le taux de croissance cellulaire normale et augmenter le risque de cancer. Les mutations dans les cellules non reproductrices peuvent déclencher des croissances bénignes ou des tumeurs cancéreuses telles que le mélanome dans les cellules de la peau. Des gènes défectueux sur les chromosomes sont transmis, ainsi que trop ou trop peu de chromosomes par cellule lorsque ces mutations se produisent dans les cellules germinales.

    Les exemples de mutations génétiques comprennent des troubles génétiques graves, une prolifération cellulaire, la formation de tumeurs et un risque accru de cancer du sein. Les cellules ont un mécanisme finement réglé pour corriger les mutations aux points de contrôle pendant la division cellulaire, qui détecte la plupart des mutations. Une fois la relecture de l'ADN terminée, la cellule passe à l'étape suivante du cycle cellulaire.
    Causes des mutations génétiques

    Des mutations peuvent se produire en raison de facteurs externes, également appelés mutations induites
    . Les mutagènes sont des facteurs externes qui peuvent provoquer des altérations de l'ADN. Des exemples de facteurs environnementaux potentiellement nocifs comprennent les produits chimiques toxiques, les rayons X et la pollution. Les cancérogènes sont des mutagènes qui causent le cancer tels que les rayons UV.

    Divers types de mutations spontanées se produisent en raison d'erreurs dans la division ou la reproduction cellulaire, ainsi que pendant la réplication ou la transcription de l'ADN. Pendant la réplication de l'ADN, des bases nucléotidiques peuvent être ajoutées ou supprimées, ou un segment d'ADN peut être transféré au mauvais endroit sur un chromosome.

    Lorsque la cellule se divise, des erreurs peuvent se produire pendant la séparation chromosomique, entraînant une anomalie nombre et types de chromosomes avec différents gènes. De telles mutations peuvent également être transmises du parent à l'enfant.
    Types de mutations génétiques

    Le code génétique détermine l'ordre des codons qui créeront les éléments constitutifs des acides aminés et des protéines. Des mutations se produisent fréquemment, ce qui n'est pas surprenant étant donné les milliards de cellules du corps qui se divisent perpétuellement pour remplacer les vieilles cellules usées.

    La plupart du temps, les erreurs de réplication ou de ségrégation de l'ADN sont rapidement réparées par les enzymes ou la cellule est détruite avant de causer des dommages durables. Lorsque les tentatives de réparation de l'ADN échouent, des mutations spontanées restent dans l'ADN. Des mutations spontanées bénignes augmentent la variance génétique et la biodiversité d'une population.

    Voici quelques-uns des types de mutations génétiques qui peuvent se produire:

  • Tautomérisme: cela se produit pendant la réplication de l'ADN dans le noyau cellulaire. Les tautomères
    sont des paires de bases nucléotidiques incompatibles.


  • Dépurination: il s'agit d'une réaction chimique qui se produit lorsque les liaisons se brisent entre le sucre désoxyribose dans l'ADN et la base purine de guanine ou adénine. La perte d'une base de purine est une mutation spontanée courante.


  • Désamination: Cela se produit si les enzymes éliminent un groupe azote d'un acide aminé. Par exemple, la désamination hydrolique (dépendante de la température) de la cytosine en uracile est une des principales causes de mutations spontanées à un seul site, comme indiqué dans les Actes de la National Academy of Sciences
    .


  • Transition et transversion: ces mutations sont deux types d'erreurs de substitution d'ADN qui impliquent la commutation de paires de bases nucléotidiques.



  • Transition: Cela se produit en raison d'un brassage génétique de bases nucléotidiques de forme similaire. Une mutation de transition se produit lorsqu'une paire de bases de type sauvage (se produisant normalement) comme l'adénine et la thymine est remplacée par des paires de bases guanine et cytosine.


  • Transversion: Cela fait référence à l'échange de formes différentes les bases de purine et de pyrimidine. Par exemple, le segment d'ADN muté peut avoir l'adénine remplaçant la thymine.

    Types de mutations ponctuelles

    Les changements dans le nombre ou le type de nucléotides sont appelés mutations ponctuelles. Les effets de la mutation ponctuelle peuvent aller de l'inoffensif au danger de mort. La mésappariement ou la réorganisation des bases nucléotidiques sont considérées comme mutations silencieuses
    lorsque le changement n'affecte pas le fonctionnement cellulaire. Le nouvel acide aminé peut même remplir les mêmes fonctions que celui qu'il a remplacé.

    Voici les types de mutations ponctuelles qui peuvent se produire:

  • Mutation faux-sens: cela se produit lorsqu'un nucléotide est remplacé par un autre. Les substitutions de bases peuvent interférer avec les synthèses et le fonctionnement normaux des protéines. Par exemple, une mutation ponctuelle du gène de l'hémoglobine bêta (HBB) provoque des troubles sanguins de l'anémie falciforme.


  • Mutations non sensées: elles se produisent lorsque des paires de bases atypiques produisent un codon stop qui peut provoquer un mauvais fonctionnement ou une entrave totale au fonctionnement.


  • Mutations de changement de trame: ce sont des mutations ponctuelles qui se produisent lorsqu'une paire de nucléotides est ajoutée ou omise dans une séquence de gènes qui change la façon dont les codons sont lus. De telles mutations entraînent souvent l'ajout de différents acides aminés à la protéine synthétisée. Un exemple est la bêta-thalassémie, une maladie du sang causée par des mutations du gène HBB. Des maladies comme la fibrose kystique impliquent la suppression de mutations géniques - lorsque des nucléotides, des acides aminés, des paires de bases ou des gènes entiers sont supprimés. des copies supplémentaires de gènes avec une expression accrue. La duplication ou l'amplification est observée dans certains cancers du sein et d'autres types de tumeurs malignes, par exemple. La surproduction de codons répétés dans un gène modifie le fonctionnement du gène.

    Par exemple, le syndrome du X fragile est une déficience intellectuelle causée par un nombre élevé de répétitions de trinucléotides qui altèrent la stabilité de l'ADN.
    Mutations génétiques et mutations chromosomiques

    Des mutations importantes peuvent se produire lorsque la structure ou le nombre de chromosomes change. Des aberrations chromosomiques peuvent se produire pendant la mitose ou la méiose.

    Les mutations peuvent également impliquer les chromosomes sexuels X et Y et peuvent affecter l'expression de genre.
    Maladies de mutation génique

    Les erreurs de méiose peuvent entraîner la suppression de segments chromosomiques. Par exemple, le syndrome du cri du chat résulte d'une pièce manquante de matériel génétique sur le bras du chromosome 5. Lorsqu'une partie d'un chromosome se rompt, elle peut se fixer à un autre chromosome.

    Voici quelques exemples :

  • Duplications ou amplifications: cela se produit lorsqu'un chromosome est ajouté à un chromosome homologue qui contient déjà cette séquence, comme on le voit dans certains cancers.


  • Inversions : Ceux-ci se produisent lorsqu'une partie du chromosome se rompt puis se rattache à l'envers. Par exemple, le syndrome d'Optiz-Kaveggia est lié à ce type de mutation.


  • Translocation: C'est quand un composant d'un chromosome s'attache à un chromosome non homologue. Une forme de leucémie est associée à une mutation de translocation.



  • Non-disjonction: Il s'agit de l'échec de la séparation chromosomique, ce qui fait que les cellules reproductrices ont trop ou deux quelques chromosomes. Les conséquences possibles peuvent inclure une fausse couche, le syndrome de Down et le syndrome de Turner.

    Mutations et conseil génétique

    Le diagnostic prénatal pour les populations à haut risque et d'autres types de conseil génétique, y compris des kits de test génétique ADN, peuvent fournir informations médicales utiles pour la planification familiale. Le dépistage et la détection précoce conduisent à de meilleurs résultats de traitement. Il existe également des avantages génétiques pour certains porteurs de maladies qu'il est bon de connaître.

    Les porteurs du gène de la drépanocytose ont un facteur de protection contre le paludisme, ce qui est particulièrement avantageux dans les régions tropicales. La recherche suggère un avantage évolutif similaire à celui de porteur de la fibrose kystique et de la résistance au choléra. Selon des études préliminaires, les porteurs du gène de la fibrose kystique pourraient mieux retenir les liquides et récupérer s'ils sont exposés au choléra.

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