MUTATION

Tanyaratana Dumkua

Biology Department, Mahidolwittayanusorn School

Causes of Mutation

Spontaneous mutation : DNA replication

Induced mutation : Mutagens

Gene mutation : Genetic control mutation, Mutator genes

Tautomeric shift : keto form <-> enol form : amino form <-> imino form Ionization : loss H atom in nitrogenous base

Spontaneous mutation : copy error mutation

https://learning.uonbi.ac.ke/courses/SZL311/scormPackages/path_2/yyyy.JPG

Tautomeric shift

https://learning.uonbi.ac.ke/courses/SZL311/scormPackages/path_2/34.JPG

Tautomeric shift

1-3 A-T 6-4 A-T

1-1 T-G 2-2 T-G

1-3 G-C 2-2 G-C 6-4 G-C

1-1 G-T 2-2 G-T

Ionization Normal

Induced mutation : Mutagens

Physical mutagen : temperature : ionizing radiation >> X, , α, β, particles : nonionizing radiation >> UV Chemical mutagen : base analogues : base structure changed

http://fce-study.netdna-ssl.com/images/upload-flashcards/back/0/9/28890049_m.jpg http://s340.photobucket.com/user/BernardCKV/media/cigarette.jpg.html

http://spot.pcc.edu/~jvolpe/b/bi234/lec/hw/thymineDimer.jpg

TT dimer by UV

http://www.usawaterquality.org/themes/health/images/research/UVdisinfect/bacteria.jpg

Chemical mutagen Base analogues :

5 BU (5-Bromouracil) 2 AP (2-Aminopurine)

http://faculty.southwest.tn.edu/rburkett/gb-Fin3.jpg https://classconnection.s3.amazonaws.com/212/flashcards/1131212/jpg/mutagen1329957563749.jpg

http://www.bio.miami.edu/dana/pix/baseanalog2.jpg http://www.bio.miami.edu/dana/pix/baseanalog.jpg

A-----------T

A---T

5BU---A T---A

G---5BU

C---G 5BU---A

http://academic.pgcc.edu/~kroberts/Lecture/Chapter%207/07-23_NucleotideAnalogs_L.jpg

Gene Mutation : Genetic control mutation, Mutator genes

1. specific genetic control mutation

ยีนมิวเทชั่นที่ท าให้เกิดการกลายพันธุ์เฉพาะกับยีนโลคัส

ใดโลคัสหนึ่ง

2. nonspecific genetic control mutation

ยีนมิวเทชั่นที่สามารถท าให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีนหลาย

โลคัสในเวลาเดียวกัน

Type of Mutation

Chromosomal Mutation :variation in chromosome number :change in chromosome structure Gene Mutation (Point Mutation) :base-pair substitution : frameshift mutation

Chromosomal Mutation

Variation in chromosome number

http://www.nicerweb.com/bio3400/Locked/media/ch02/02_T01-chromosome_numbers.jpg

Variation in chromosome number

http://secure.tutorsglobe.com/CMSImages/1730_Numerical%20Chromosomal%20Aberrations%20Homework%20Help.jpg

Aneuploidy & Nondisjunction

http://www.zo.utexas.edu/faculty/sjasper/images/15.11.gif

https://www.youtube.com/watch?v=EA0qxhR2oOk

Clip เรื่อง Nondisjunction (Trisomy 21) - An Animated Tutorial (2.30 นาที)

http://www.mun.ca/biology/scarr/iGen3_16_15_Figure-L.jpg

Euploidy

http://www.transtutors.com/Uploadfile/CMS_Images/17659_Euploidy%20and%20its%20types.JPG http://plantbreeding.coe.uga.edu/images/e/e5/Table_5_1.jpg

http://wps.pearsoncustom.com/wps/media/objects/5697/5834441/ebook/fig/big/ch-14-05a.jpg

Meiotic error & self fertilization

gametogenesis

http://www.mun.ca/biology/scarr/iGen3_16_22_Figure-L.jpg

Polyploidy

http://www.biology.science.cmu.ac.th/lectures/202231/Picts/NUMPIC02.JPG

Autopolyploid Allopolyploid

Colchicine Nitrous oxide

Oryzalin Heat

Radiation

http://www.abc.net.au/reslib/201207/r970403_10516149.jpg

Autopolyploid คือกลุ่มของสิ่งที่มีชีวิตที่เกิดจากสิ่งท่ีมีชีวิตชนิดเดียวกัน จึงมีชุดของโครโมโซมที่มีจีโนมเดียวกัน ดังเช่นในกล้วยหอม ซึ่ง triploid มีชุดของจีโนมเป็น AAA เกิดจากกล้วยป่าที่มจีีโนมเป็น AA เป็นต้น นอกจากกล้วยแล้วยังมี มะเขือเทศ ข้าวโพด ล าโพง กาแฟ ถั่วลิสง และมอส เป็นต้น

http://biology.ipst.ac.th/?p=763

Allopolyploid คือกลุ่มของสิ่งที่มีชีวิตที่มีโครโมโซมหลายชุดและเกิดจากลูกผสมระหว่างชนิดหรือระหว่างสกุลกัน จึงท าให้มจีีโนมต่างกัน ดังเช่นกล้วยน้ าว้า เป็น triploid มีชุดของโครโมโซมหรือจีโนมเป็น ABB เพราะเกิดจากกล้วยป่าที่มีจีโนม AA และกล้วยป่าตานีที่มีจีโนมเป็นBB นอกจากนี้ยังมียาสูบ มันฝรั่ง และกาแฟ เป็นต้น

http://biology.ipst.ac.th/?p=763

Auto

Allo

http://i.ytimg.com/vi/I3SlijZrNgI/maxresdefault.jpg

ท าไมพืชที่เป็น polyploidy ส่วนใหญ่จึงเป็นหมัน?

Change in chromosome structure

http://www.goldiesroom.org/Multimedia/Bio_Images/19%20Applied%20Genetics/05%20Chromosome%20Mutations.jpg

การเปลี่ยนโครงสร้างของโครโมโซมที่เกิดจากการหายไปของบางชิ้นส่วนของโครโมโซม

การเปลี่ยนโครงสร้างของโครโมโซมเกิดจากการเพิ่มชิ้นส่วนของโครโมโซมขึ้นมา

การเปลี่ยนโครงสร้างของโครโมโซมเกิดการกลับหัวกลับหางของโครโมโซม

1. paracentric inversion 2. pericentric inversion

การโยกย้ายหรือแลกเปลี่ยนส่วนกันของโครโมโซมที่ไม่ใช่คู่เหมือน

(non-homologous chromosome)

1. simple translocation

2. reciprocal translocation

http://sapientfridge.org/chromosome_count/science_papers/chromosome_abnormalities_files/fig%25201-6.jpeg

Crosslike configuration

Gene Mutation (Point Mutation)

Base Substitution

Frameshift mutation

Reverse mutation

http://rosalind.info/media/problems/hamm/point_mutation.png

http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/point_mutation.jpg

ตัวอย่าง sickle cell anemia ซึ่งมีลักษณะอาการของโรคปรากฏที่เม็ดเลือดแดงที่จะบิดเบี้ยวคล้ายรูปเคียว

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Point_mutations-en.png

Normal translation of mRNA

Nonsense mutation

Missense mutation

Frameshift mutation

http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/illustrations/frameshift.jpg

Frameshift mutation

การกลายพันธุ์ที่มีการเสียหรือเพิ่ม nucleotide ในสายซึ่งส่งผลให้เกิดการเลื่อนล าดับ codon แตกต่างไปจากเดิม

Frameshift mutation

Frameshift mutation

การกลายพันธุ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงเบสไปแล้ว หลังจากนั้นมีการเปลี่ยนเบสอีกที มีผลให้เกิดการกลายพันธุ์กลับมาเป็นเหมือนเดิม

Reverse mutation

http://www.vce.bioninja.com.au/_Media/point_mutations_med.jpeg

http://www.mun.ca/biology/scarr/Transition_mutation.gif

การกลายพันธุ์นี้มีสาเหตุจากสิ่งใด?