Testo sulle mutazioni per esame Genetica

LA MUTAZIONE

1. crea VARIABILITà sulla quale agisce la selezione naturale nel processo evolutivo

2. consente di scoprire la FUNZIONE DEI GENI

3. è alla base del MIGLIORAMENTO GENETICO di piante ed animali di interesse agronomico

possono esserci:

MUTAZIONE SOMATICHE: che avvengono nelle cellule somatiche e NON sono trasmesse alle

generazioni successive

MUTAZIONI GERMINALI: che avvengono nella linea germinale e sono trasmesse alle

generazioni successive

quindi ci permettono di studiare il processo delle mutazioni in quanto tale e di DISSEZIONALE

GENETICAMENTE i processi biologici, quindi di ISOLARE i geni coinvolti in un dato processo

biologico

SISTEMI DI RIVELAZIONE DELLE MUTAZIONI

è necessario possedere un sistema identificativo a livello fenotipico degli alleli mutanti. i

sistemi delle mutazioni sono delle condizioni tali per cui la presenza di un allele mutante si

manifesta a livello fenotipico

il fenotipo degli alleli mutanti recessivi non deve MASCHERATO dall'allele selvatico

ci sono delle strategie per isolare le mutazioni nei microorganismi:

negli organismi aploidi è più facile mettere in evidenza le mutazioni perchè NON C'è IL

PROBLEMA DELLA DOMINANZA

la coltura può essere:

IN TERRENO LIQUIDO in cui le cellule si dividono in modalità BINARIA in SOSPENSIONE e il

loro numero aumenta fino alla SATURAZIONE in base alla disponibilità di nutrienti

COLTURA SU PIASTRA: *in cui un piccolo quantitativo di coltura liquida con un numero

discreto di cellule distribuito su una piastra con terreno solido a base di agar ed ogni

SINGOLA CELLULA si riproduce e forma una COLONIA*

MUTAZIONI E RETROMUITAZIONI

le mutazioni sono MUTAZIONI IN AVANTI e sono cambiamenti che portano un allele verso la forma

DIVERSA da quella selvatica

le RETROMUTAZIONI o REVERSIONE sono cambiamenti che riportano un allele VERSO il tipo

selvatico

SELEZIONE MUTAZIONI IN AVANTI

vengono selezionate quelle mutazioni che permettono la crescita solo in un terreno contenente

un nutriente ma non in un terreno minimo

1. si mettono in una BEUTA contenente terreno minimo vari CONIDI

la beuta contiene sia PROTOTROFI, che in questo caso possono crescere fino a colonie filamentose

chiamate ife, che AUXOTROFI che non si dividono

2. viene filtrata la coltura con i prototrofi che sono trattenuti dal filamento mentre gli

auxotrofi che lo attraversano

3. si mettono gli auxotrofi in piastra con un terreno contenente leucina

4. con questo tipo di terreno gli auxotrofi crescono

a questo punto si fa il TEST PER LA REVERSIONE DELGI AUXOTROFI

da quella coltura di auxotrofi per cellule di adenina si possono selezionare quelle in cui è

avvenuta una retromutazione

1. si mettono in sospensione gli auxotrofi in un terreno contente ADENINA

2. possono crescervi tutte le cellule quindi possono verificarsi RETROMUTAZIONI

3. viene piastrato il tutto su un terreno minimo che quindi non contiene adenina

4. quelli rimasti auxotrofi non prolifereranno mentre quelli tornati prototrofi si e

creeranno colonie

grazie al test di fluttuazione di Luria Delbruck nel 1943 si scoprì che le mutazioni insorgono

SPONTANEAMENTE e generano diversità genetica PRIMA che intervengono pressioni selettive

TEST DI FLUTTUAZIONE

il fenotipo studiato sono le MUTAZIONI che INDUCONO RESISTENZA AI VIRUS

ad esempio se infettiamo E. Coli col fago T1 la maggior parte delle cellule subiscono una LISI e

solo quelle che hanno acquistato resistenza nei confronti del fago NON VENGONO LISATE

in questo senso la resistenza è considerata un FENOTIPO e le cellule resistenti vengono

considerate MUTANTI rispetto alle cellule infettate e quindi NORMALI

la resistenza si acquisisce SPONTANEAMENTE per effetto del caso oppure è INDOTTA

dall'esposizione al fago, questa si chiama MUTAZIONE ADATTIVA

nel primo caso i mutanti erano già presenti prima dell'esposizione al fago e quindi

questo è stato solo il FATTORE DI SELEZIONE

Se la resistenza è presente all'esposizione al fago e questo è solo il fattore di selezione, il

NUMERO DI COLONIE sarà VARIABILE da coltura a coltura e dipende dal momento in cui si è

verificata la mutazione

nel secondo caso è stata l'ESPOSIZIONE AL FAGO a indurre i batteri a mutare

se la resistenza è indotta le diverse colture dovranno avere un NUMERO SIMILE di colonie

resistenti e il cambiamento indotto dall'esposizione al fago deve essere uguale per tutte

riprendendo gli esperimenti vediamo che nell'esperimento di CONTROLLO tutte le piastre hanno

un NUMERO SIMILE DI COLONIE

considera che viene messa una COLTURA SINGOLA su tutte le piastre contenenti il fago

nei TEST DI FLUTTUAZIONE (quindi dove mettiamo le provette contenenti terreno minimo e batteri,

creando così COLTURE INDIVIDUALI e poi incrociate ognuna su una piastra contente fagi) vediamo

che nelle piastre ottenute dalle colture individuali p stato trovato un numero di colonie MOLTO

DIVERSO tra le varie piastre e questo vuol dire che c'è stata FLUTTUAZIONE tra una piastra e

l'altra

in questi test i mutanti sono PREESISTENTI alla selezione e si dimostra anche con replica

planting.

la mutazione è un PROCESSO CASUALE e un qualunque allele in ogni cellula può MUTARE in ogni

momento

le mutazioni sono SPONTANEE e generano DIVERSITà GENETICA PRIMA che intervengano le

pressioni selettive

TIPI DI MUTAZIONI

i tipi di mutazioni sono: MOLFOLOGICHE, LETALI, CONDIZIONALI, BIOCHIMICHE, CON

PERDITA DI FUNZIONE e CON ACQUISTO DI FUNZIONE

1. le MUTAZIONI MORFOLOGICHE alterano le caratteristiche ESTERIORI di un organismo come

la forma, il colore o le dimensioni

2. le MUTAZIONI LETALI si trovano in geni ESSENZIALI e provocano la MORTE degli individui per

la mancanza di un prodotto genico essenziale e possono essere dominanti o recessivi

letali dominanti come ad esempio LL Ll muoiono, ne basta uno dominante per morire. un

esempio è la malattia di HUNTINGTON causata dalla mutazione nel gene H.

l'esordio della malattia è intorno ai 40 anni e causa una degenerazione neuronale e motoria

progressiva che porta alla morte

se gli individui affetti si riproducono prima di morire l'allele viene trasmesso alle generazioni

seguenti

letali recessivi come ll necessitano di due recessivi per morire

nell'uomo provocano la morte a livello embrionale mentre altri possono portare alla morte in

età PRERIPRODUTTIVA ad esempio distrofia muscolare di DUCHENNE, FIBROSI CISTICA,

ITTIOSI O FENILCHETONURIA

3. le MUTAZIONI CONDIZIONALI *sono quelle in cui gli individui presentano un FENOTIPO

MUTANTE solo in un ambiente particolare, mentre presenta il fenotipo selvatico in un

ambiente diverso ad esempio i TEMPERATURA SENSIBILI*

ALLELIA MULTIPLA: condizione in cui un gene può avere 3 o più alleli anche se un individuo diploide

può possederne solo due

POLIMOFISMO: l'esistenza a un dato locus di due o più alleli ciascuno dei quali ha una frequenza

dell'1% almeno

un allele viene definito SELVATICO se ha una frequenza maggiore o uguale all'1%

se la frequenza è minore dell'1% l'allele è MUTANTE

i GENI MONOMORFICI *sono quelli con un ALLELE SELVATICO ed uno o più alleli MUTANTI*,

mente i geni POLIMORFICI sono quelli con 2 o più alleli comuni quindi selvatici

a livello molecolare dli alleli multipli rappresentano forme diverse della sequenza di DNA di un

gene

Con le mutazioni possono verificarsi variazioni del fenotipo

può verificarsi la CODOMINANZA: viene manifestato il fenotipo di entrambi gli omozigoti in un

eterozigote

4. mutazioni per PERDITA DI FUNZIONE

portano alla produzione di proteine con funzionalità ridotta o assente e normalmente sono recessive e

possono essere NULLE o APOMORFICHE se sopprimono completamente la funzione di un prodotto

genico, oppure MUTAZIONI IPOMORFE se riducono l'attività del prodotto genico oppure è ridotto il

suo dosaggio

di quest'ultima possiamo abbiamo