In der molekularen Biologie und Genetik sind Veränderungen Änderungen in einer genomic Folge: die DNA-Folge eines Genoms einer Zelle oder der DNA oder RNS-Folge eines Virus. Diese Zufallsfolgen können als plötzliche und spontane Änderungen in der Zelle definiert werden. Veränderungen werden durch Radiation, Viren, transposons und mutagenic Chemikalien, sowie Fehler verursacht, die während meiosis oder DNA-Erwiderung vorkommen. Sie können auch durch den Organismus selbst durch Zellprozesse wie Hyperveränderung veranlasst werden.

Veränderung kann auf mehrere verschiedene Typen der Änderung in Folgen hinauslaufen; diese können entweder keine Wirkung haben, das Produkt eines Gens verändern, oder das Gen davon abhalten, richtig oder völlig zu fungieren. Eine Studie auf genetischen Schwankungen zwischen verschiedenen Arten der Taufliege weist darauf hin, dass, wenn eine Veränderung ein durch ein Gen erzeugtes Protein ändert, das Ergebnis wahrscheinlich, mit ungefähr 70 Prozent Aminosäure polymorphisms schädlich sein wird, zerstörende Effekten und den Rest habend, der entweder neutral oder schwach vorteilhaft ist. Wegen der zerstörenden Effekten, die Veränderungen auf Genen haben können, haben Organismen Mechanismen wie DNA-Reparatur, um Veränderungen zu verhindern.

Beschreibung

Veränderungen können große Abteilungen der DNA einschließen, die kopiert gewöhnlich durch die genetische Wiederkombination wird. Diese Verdoppelungen sind eine Hauptquelle des Rohstoffs, um neue Gene mit Zehnen zu Hunderten von Genen zu entwickeln, die in Tiergenomen jede Million Jahre kopiert sind. Die meisten Gene gehören größeren Familien von Genen der geteilten Herkunft. Neuartige Gene werden durch mehrere Methoden, allgemein durch die Verdoppelung und Veränderung eines Erbgens, oder durch das Wiederkombinieren von Teilen von verschiedenen Genen erzeugt, um neue Kombinationen mit neuen Funktionen zu bilden.

Hier handeln Gebiete als Module, jeder mit einer besonderen und unabhängigen Funktion, die zusammen gemischt werden kann, um Gene zu erzeugen, die neue Proteine mit neuartigen Eigenschaften verschlüsseln. Zum Beispiel verwendet das menschliche Auge vier Gene, um Strukturen dass Sinnlicht zu machen: drei für die Farbenvision und ein für die Nachtvision; alle vier sind aus einem einzelnen Erbgen entstanden. Ein anderer Vorteil, ein Gen (oder sogar ein komplettes Genom) zu kopieren, besteht darin, dass das Überfülle vergrößert; das erlaubt einem Gen im Paar, eine neue Funktion zu erwerben, während die andere Kopie die ursprüngliche Funktion durchführt. Andere Typen der Veränderung schaffen gelegentlich neue Gene davon, vorher DNA zu nichtcodieren.

Änderungen in der Chromosom-Zahl können noch größere Veränderungen einschließen, wo Segmente der DNA innerhalb von Chromosomen brechen und dann umordnen. Zum Beispiel, in Homininae, haben zwei Chromosomen durchgebrannt, um menschliches Chromosom 2 zu erzeugen; diese Fusion ist in der Abstammung der anderen Menschenaffen nicht vorgekommen, und sie behalten diese getrennten Chromosomen. In der Evolution kann die wichtigste Rolle solcher chromosomalen Neuordnungen sein, die Abschweifung einer Bevölkerung in neue Arten durch das Bilden von Bevölkerungen zu beschleunigen, um weniger wahrscheinlich sich, und dadurch die Bewahrung genetischer Unterschiede zwischen diesen Bevölkerungen zu kreuzen.

Folgen der DNA, die sich über das Genom wie transposons bewegen kann, setzen einen Hauptbruchteil des genetischen Materials von Werken und Tieren zusammen, und können in der Evolution von Genomen wichtig gewesen sein. Zum Beispiel sind mehr als eine Million Kopien der Folge von Alu im menschlichen Erbgut da, und diese Folgen sind jetzt rekrutiert worden, um Funktionen wie Regulierung des Genausdrucks durchzuführen. Eine andere Wirkung dieser beweglichen DNA-Folgen besteht darin, dass, wenn sie sich innerhalb eines Genoms bewegen, sie verändern oder vorhandene Gene löschen und dadurch genetische Ungleichheit erzeugen können.

Nichttödliche Veränderungen wachsen innerhalb des Gens an vereinen und vergrößern den Betrag der genetischen Schwankung. Der Überfluss an einigen genetischen Änderungen innerhalb der Genlache kann durch die Zuchtwahl reduziert werden, während andere "günstigere" Veränderungen anwachsen und auf anpassungsfähige Änderungen hinauslaufen können.

Zum Beispiel kann ein Schmetterling Nachkommenschaft mit neuen Veränderungen erzeugen. Die Mehrheit dieser Veränderungen wird keine Wirkung haben; aber man könnte die Farbe von einer der Nachkommenschaft des Schmetterlings ändern, es härter (oder leichter) für Raubfische machend, um zu sehen. Wenn dieser Farbwechsel vorteilhaft ist, ist die Chance dieses Schmetterling-Überlebens und des Produzierens seiner eigenen Nachkommenschaft ein wenig besser, und mit der Zeit kann die Zahl von Schmetterlingen mit dieser Veränderung einen größeren Prozentsatz der Bevölkerung bilden.

Neutrale Veränderungen werden als Veränderungen definiert, deren Effekten die Fitness einer Person nicht beeinflussen. Diese können mit der Zeit wegen des genetischen Antriebs anwachsen. Es wird geglaubt, dass die überwältigende Mehrheit von Veränderungen keine bedeutende Wirkung auf eine Fitness eines Organismus hat. Außerdem sind DNA-Reparatur-Mechanismen im Stande, die meisten Änderungen auszubessern, bevor sie dauerhafte Veränderungen werden, und viele Organismen Mechanismen haben, um zu beseitigen, sonst dauerhaft hat somatische Zellen verändert.

Vorteilhafte Veränderungen können Fortpflanzungserfolg verbessern.

Ursachen

Zwei Klassen von Veränderungen sind spontane Veränderungen (molekularer Zerfall) und veranlasste durch mutagens verursachte Veränderungen.

Spontane Veränderung

Spontane Veränderungen auf dem molekularen Niveau können verursacht werden durch:

• Tautomerism - Eine Basis wird durch die Umpositionierung eines Wasserstoffatoms geändert, das Wasserstoffabbinden-Muster dieser Basis verändernd, die auf falsche Basis hinausläuft, die sich während der Erwiderung paart.
• Depurination - Verlust einer Purine-Basis (A oder G), um eine apurinic Seite (Seite von AP) zu bilden.
• Deamination - Hydrolyse ändert eine normale Basis zu einer atypischen Basis, die eine keto Gruppe im Platz der ursprünglichen Amin-Gruppe enthält. Beispiele schließen C  U und Ein  HX (hypoxanthine) ein, der durch DNA-Reparatur-Mechanismen korrigiert werden kann; und 5MeC (5-methylcytosine)  T, der mit geringerer Wahrscheinlichkeit als eine Veränderung entdeckt wird, weil thymine eine normale DNA-Basis ist.
• Abgerutschtes Ufer mispairing - Denaturation des neuen Ufers von der Schablone während der Erwiderung, die von renaturation in einem verschiedenen Punkt ("das Gleiten") gefolgt ist. Das kann zu Einfügungen oder Auswischen führen.

Veranlasste Veränderung

Veranlasste Veränderungen auf dem molekularen Niveau können verursacht werden durch:

• Chemikalien
• Hydroxylamine NHOH
• Grundanaloga (z.B. BrdU)
• Agenten von Alkylating (z.B. N Äthyl N nitrosourea) Diese Agenten können sowohl wiederholende als auch nichtwiederholende DNA verändern. Im Gegensatz kann ein Grundanalogon nur die DNA verändern, wenn das Analogon im Wiederholen der DNA vereinigt wird. Jede dieser Klassen von chemischem mutagens hat bestimmte Effekten, die dann zu Übergängen, transversions, oder Auswischen führen.
• Agenten, die DNA-Zusätze (z.B ochratoxin Ein metabolites) bilden
• DNA intercalating Agenten (z.B ethidium Bromid)
• DNA crosslinkers
• Oxidative beschädigen
• Salpetrige Säure wandelt Amin-Gruppen auf A und C zu diazo Gruppen um, ihre Wasserstoffabbinden-Muster verändernd, der zu falscher Basis führt, die sich während der Erwiderung paart.
• Radiation
• Ultraviolettstrahlung (nichtionisierende Strahlung). Zwei Nucleotide-Basen in der DNA - cytosine und thymine - sind für die Radiation am verwundbarsten, die ihre Eigenschaften ändern kann. UV Licht kann angrenzende Pyrimidine-Basen in einem DNA-Ufer veranlassen, covalently angeschlossen als ein pyrimidine dimer zu werden. UV Radiation, besonders längere Welle UVA, kann auch Oxidative-Schaden an der DNA verursachen. Veränderungsraten ändern sich auch über Arten. Entwicklungsbiologen haben theoretisiert, dass höhere Veränderungsraten in einigen Situationen vorteilhaft sind, weil sie Organismen erlauben, sich zu entwickeln und sich deshalb schneller an ihre Umgebungen anzupassen. Zum Beispiel können wiederholte Aussetzung von Bakterien zu Antibiotika und Auswahl an widerstandsfähigen Mutanten, auf die Auswahl an Bakterien hinauslaufen, die eine viel höhere Veränderungsrate haben als die ursprüngliche Bevölkerung (mutator Beanspruchungen).

Klassifikation von Veränderungstypen

Durch die Wirkung auf die Struktur

Die Folge eines Gens kann auf mehrere Weisen verändert werden. Genveränderungen haben unterschiedliche Effekten auf die Gesundheit je nachdem, wo sie vorkommen, und ob sie die Funktion von wesentlichen Proteinen verändern.

Veränderungen in der Struktur von Genen können als klassifiziert werden:

• solcher als diejenigen, die ein kleines Gen in ein oder einige nucleotides betreffen, einschließlich:
• Punkt-Veränderungen, die häufig durch Chemikalien oder Funktionsstörung der DNA-Erwiderung verursacht sind, tauschen einen einzelnen nucleotide gegen einen anderen aus. Diese Änderungen werden als Übergänge oder transversions klassifiziert. Am üblichsten ist der Übergang, der einen purine gegen einen purine (Ein  G) oder ein pyrimidine für einen pyrimidine, (C  T) austauscht. Ein Übergang kann durch salpetrige Säure, Grundmis-Paarung oder Mutagenic-Grundanaloga wie 5 bromo 2 deoxyuridine (BrdU) verursacht werden. Weniger üblich ist ein transversion, der einen purine gegen einen pyrimidine oder einen pyrimidine für einen purine (C/T  A/G) austauscht. Ein Beispiel eines transversion ist Adenin (A), in einen cytosine (C) umgewandelt werden. Eine Punkt-Veränderung kann durch eine andere Punkt-Veränderung umgekehrt werden, in der der nucleotide zurück zu seinem ursprünglichen Staat (wahrer Rückfall) oder durch den Rückfall der zweiten Seite geändert wird (eine Ergänzungsveränderung anderswohin, die auf wiedergewonnene Genfunktionalität hinausläuft). Punkt-Veränderungen, die innerhalb des Protein-Codiergebiets eines Gens vorkommen, können in drei Arten, abhängig davon eingeteilt werden, wofür der falsche codon codiert:
• Stille Veränderungen: Die für dieselbe Aminosäure codieren.
• Veränderungen von Missense: Die für eine verschiedene Aminosäure codieren.
• Quatsch-Veränderungen: Die für einen Halt codieren und das Protein stutzen können.
• Einfügungen fügen einen oder mehr zusätzliche nucleotides in die DNA hinzu. Sie werden gewöhnlich durch transposable Elemente oder Fehler während der Erwiderung von sich wiederholenden Elementen verursacht (z.B. AN Wiederholungen). Einfügungen im Codiergebiet eines Gens können das Verstärken des mRNA (Verbindungsseite-Veränderung) verändern, oder eine Verschiebung im Lesen-Rahmen (frameshift) verursachen, von denen beide das Genprodukt bedeutsam verändern können. Einfügungen können durch die Ausschneidung des transposable Elements zurückgekehrt werden.
• Auswischen entfernt einen oder mehr nucleotides von der DNA. Wie Einfügungen können diese Veränderungen den Lesen-Rahmen des Gens verändern. Sie sind allgemein irreversibel: Obwohl genau dieselbe Folge durch eine Einfügung theoretisch wieder hergestellt werden könnte, transposable Elemente, die fähig sind, ein sehr kurzes Auswischen zurückzukehren (sagen Sie 1-2 Basen) in jeder Position werden entweder hoch kaum bestehen oder bestehen überhaupt nicht. Bemerken Sie, dass ein Auswischen nicht das genaue Gegenteil einer Einfügung ist: Der erstere ist ziemlich zufällig, während der Letztere aus einer spezifischen Folge besteht, die an Positionen einfügt, die nicht völlig zufällig oder sogar ganz mit knapper Not definiert sind.

• in der chromosomalen Struktur, einschließlich:
• Erweiterungen (oder Genverdoppelungen) das Führen zu vielfachen Kopien aller chromosomalen Gebiete, die Dosierung der Gene vergrößernd, haben sich innerhalb ihrer niedergelassen.
• Auswischen von großen chromosomalen Gebieten, zu Verlust der Gene innerhalb jener Gebiete führend.
• Veränderungen, deren Wirkung ist, vorher getrennte Stücke der DNA nebeneinander zu stellen, potenziell getrennte Gene zusammenbringend, um funktionell verschiedene Fusionsgene (z.B bcr-abl) zu bilden. Diese schließen ein:
• Chromosomale Versetzungen: Austausch von genetischen Teilen von nichthomologen Chromosomen.
• Zwischenräumliches Auswischen: Ein intrachromosomales Auswischen, das ein Segment der DNA von einem einzelnen Chromosom, dadurch apposing vorher entfernte Gene entfernt. Zum Beispiel, wie man fand, hatten Zellen, die von einem menschlichen astrocytoma, einem Typ der Gehirngeschwulst isoliert sind, ein chromosomales Auswischen-Entfernen Folgen zwischen "verschmolzen in glioblastoma" (Feige) Gen und dem Empfänger tyrosine kinase "ros", ein Fusionsprotein (FEIGE-ROS) erzeugend. Das anomale Fusionsprotein der FEIGE-ROS hat bestimmend aktive kinase Tätigkeit, die oncogenic Transformation (eine Transformation von normalen Zellen bis Krebs-Zellen) verursacht.
• Chromosomale Inversionen: das Umkehren der Orientierung eines chromosomalen Segmentes.
• Verlust von heterozygosity: Der Verlust eines Allels, entweder durch ein Auswischen oder durch Wiederkombinationsereignis, in einem Organismus, der vorher zwei verschiedene Allele hatte.

Durch die Wirkung auf die Funktion

• Veränderungen des Verlustes der Funktion sind das Ergebnis des Genproduktes, das weniger oder keine Funktion hat. Wenn das Allel einen ganzen Verlust der Funktion hat (ungültiges Allel), wird es häufig eine amorphic Veränderung genannt. Mit solchen Veränderungen vereinigte Phänotypen sind meistenteils rückläufig. Ausnahmen sind, wenn der Organismus haploid ist, oder wenn die reduzierte Dosierung eines normalen Genproduktes nicht genug für einen normalen Phänotyp ist (das wird haploinsufficiency genannt).
• Veränderungen des Gewinns der Funktion ändern das solches Genprodukt, dass es eine neue und anomale Funktion gewinnt. Diese Veränderungen haben gewöhnlich dominierende Phänotypen. Häufig genannt eine neomorphic Veränderung.
• Dominierende negative Veränderungen (hat auch antimorphic Veränderungen genannt), haben ein verändertes Genprodukt, das gegnerisch zum Allel des wilden Typs handelt. Diese Veränderungen laufen gewöhnlich auf eine veränderte molekulare Funktion (häufig untätig) hinaus und werden durch einen dominierenden oder halbdominierenden Phänotyp charakterisiert. In Menschen ist Syndrom von Marfan ein Beispiel einer dominierenden negativen Veränderung, die in einer autosomal dominierenden Krankheit vorkommt. In dieser Bedingung kämpft das fehlerhafte glycoprotein Produkt des fibrillin Gens (FBN1) gegen das Produkt des normalen Allels an.
• Tödliche Veränderungen sind Veränderungen, die zum Tod der Organismen führen, die die Veränderungen tragen.
• Eine Zurückveränderung oder Rückfall sind eine Punkt-Veränderung, die die ursprüngliche Folge und folglich den ursprünglichen Phänotyp wieder herstellt.

Siehe auch Verhaltensveränderung.

Durch die Wirkung auf die Fitness

In der angewandten Genetik ist es üblich, von Veränderungen entweder als schädlich oder als vorteilhaft zu sprechen.

• Eine schädliche Veränderung ist eine Veränderung, die die Fitness des Organismus vermindert.
• Eine vorteilhafte Veränderung ist eine Veränderung, die Fitness des Organismus vergrößert, oder die Charakterzüge fördert, die wünschenswert sind.

In der theoretischen Bevölkerungsgenetik ist es üblicher, von solchen Veränderungen als schädlich oder vorteilhaft zu sprechen. In der neutralen Theorie der molekularen Evolution ist genetischer Antrieb die Basis für den grössten Teil der Schwankung am molekularen Niveau.

• Eine neutrale Veränderung hat keine schädliche oder vorteilhafte Wirkung auf den Organismus. Solche Veränderungen kommen an einer unveränderlichen Rate vor, die Basis für die molekulare Uhr bildend.
• Eine schädliche Veränderung hat eine negative Wirkung auf den Phänotyp, und vermindert so die Fitness des Organismus.
• Eine vorteilhafte Veränderung hat eine positive Wirkung auf den Phänotyp, und vergrößert so die Fitness des Organismus.
• Eine fast neutrale Veränderung ist eine Veränderung, die ein bisschen schädlich oder vorteilhaft sein kann, obwohl am meisten fast neutrale Veränderungen ein bisschen schädlich sind.

Vertrieb von Fitnesseffekten

In Wirklichkeit ist Betrachtung der Fitnesseffekten von Veränderungen in diesen getrennten Kategorien eine Vergröberung. Versuche sind gemacht worden, den Vertrieb von Fitnesseffekten (DFE) abzuleiten, der mutagenesis Experimente und theoretische auf molekulare Folge-Daten angewandte Modelle verwendet. Der Vertrieb von Fitnesseffekten, wie verwendet, den Verhältnisüberfluss an verschiedenen Typen von Veränderungen zu bestimmen (d. h. stark schädlich, fast neutral oder vorteilhaft), ist für viele Entwicklungsfragen, wie die Wartung der genetischen Schwankung, die Rate des Genomic-Zerfalls und die Evolution des Geschlechtes und der Wiederkombination wichtig. In der Zusammenfassung spielt DFE eine wichtige Rolle im Voraussagen der Entwicklungsdynamik. Eine Vielfalt von Annäherungen ist verwendet worden, um den Vertrieb von Fitnesseffekten einschließlich theoretischer, experimenteller und analytischer Methoden zu studieren.

• Experiment von Mutagenesis: Die direkte Methode, DFE zu untersuchen, soll Veränderungen veranlassen und dann die mutational Fitnesseffekten messen, der bereits in Viren, Bakterien, Hefe und Taufliege getan worden ist. Zum Beispiel haben die meisten Studien von DFE in Viren Seite-geleiteten mutagenesis verwendet, um Punkt-Veränderungen zu schaffen und Verhältnisfitness jedes Mutanten zu messen. In Escherichia coli hat eine Studie transposon mutagenesis verwendet, um die Fitness einer zufälligen Einfügung einer Ableitung von Tn10 direkt zu messen. In der Hefe, einem vereinigten mutagenesis und tiefen Sequencing-Annäherung ist entwickelt worden, um systematische Qualitätsmutationsbibliotheken und Maß-Fitness im hohen Durchfluss zu erzeugen. Jedoch vorausgesetzt, dass viele Veränderungen Effekten haben, die zu klein sind, um entdeckt zu werden, und dass Mutagenesis-Experimente nur Veränderungen der gemäßigt großen Wirkung entdecken können, kann DNA-Folge-Datenanalyse wertvolle Auskunft über diese Veränderungen geben.
• Molekulare Folge-Analyse: Mit der schnellen Entwicklung der DNA sequencing Technologie ist ein enormer Betrag von DNA-Folge-Daten verfügbar, und noch mehr ist in der Zukunft bevorstehend. Verschiedene Methoden sind entwickelt worden, um DFE aus DNA-Folge-Daten abzuleiten. Indem wir DNA-Folge-Unterschiede innerhalb und zwischen Arten untersuchen, sind wir im Stande, verschiedene Eigenschaften des DFE für neutrale, schädliche und vorteilhafte Veränderungen abzuleiten. Spezifisch erlaubt die DNA-Folge-Analyse-Annäherung uns, die Effekten von Veränderungen mit sehr kleinen Effekten zu schätzen, die durch Mutagenesis-Experimente kaum feststellbar sind.

Eine der frühsten theoretischen Studien des Vertriebs von Fitnesseffekten wurde von Motoo Kimura, einem einflussreichen theoretischen Bevölkerungsgenetiker getan. Seine neutrale Theorie der molekularen Evolution schlägt vor, dass neuartigste Veränderungen mit einem kleinen Bruchteil hoch schädlich sein werden, der neutral ist. Hiroshi Akashi hat mehr kürzlich ein bimodal Modell für DFE mit um hoch schädliche und neutrale Veränderungen in den Mittelpunkt gestellten Weisen vorgeschlagen. Beide Theorien geben zu, dass die große Mehrheit von neuartigen Veränderungen neutral oder schädlich ist, und dass vorteilhafte Veränderungen selten sind, der durch experimentelle Ergebnisse unterstützt worden ist. Ein Beispiel ist eine Studie, die auf dem Vertrieb von Fitnesseffekten von zufälligen Veränderungen in blasenförmigem stomatitis Virus getan ist. Aus allen Veränderungen waren 39.6 % tödlich, 31.2 % waren schädlich nichttödlich, und 27.1 % waren neutral. Ein anderes Beispiel kommt aus einem hohen Durchfluss mutagenesis Experiment mit der Hefe. In diesem Experiment wurde es gezeigt, dass der gesamte Vertrieb von Fitnesseffekten bimodal, mit einer Traube von neutralen Veränderungen und einem breiten Vertrieb von schädlichen Veränderungen ist.

Obwohl relativ wenige Veränderungen, diejenigen vorteilhaft sind, die Spiel eine wichtige Rolle in Entwicklungsänderungen sind. Wie neutrale Veränderungen können schwach ausgewählte vorteilhafte Veränderungen wegen des zufälligen genetischen Antriebs verloren werden, aber haben stark vorteilhafte Veränderungen ausgewählt werden mit größerer Wahrscheinlichkeit befestigt. Das Wissen des Vertriebs von Fitnesseffekten von vorteilhaften Veränderungen kann zu vergrößerter Fähigkeit führen, die Entwicklungsdynamik vorauszusagen. Die theoretische Arbeit am DFE für vorteilhafte Veränderungen ist von John H. Gillespie und H. Allen Orr getan worden. Sie haben vorgeschlagen, dass der Vertrieb für vorteilhafte Veränderungen unter einer breiten Reihe von Bedingungen Exponential-sein sollte, die allgemein durch experimentelle Studien mindestens für stark ausgewählte vorteilhafte Veränderungen unterstützt worden ist.

In der Zusammenfassung wird es allgemein akzeptiert, dass die Mehrheit von Veränderungen neutral oder mit seltenen Veränderungen schädlich ist, die vorteilhaft sind; jedoch ändert sich das Verhältnis von Typen von Veränderungen zwischen Arten. Das zeigt zwei wichtige Punkte an: Erstens wird sich das Verhältnis effektiv neutraler Veränderungen wahrscheinlich zwischen Arten ändern, sich aus Abhängigkeit von der wirksamen Bevölkerungsgröße ergebend; zweitens ändert sich die durchschnittliche Wirkung von schädlichen Veränderungen drastisch zwischen Arten. Außerdem unterscheidet sich der DFE auch zwischen Codieren von Gebieten und Nichtcodieren von Gebieten mit dem DFE, DNA zu nichtcodieren, die schwächer ausgewählte Veränderungen enthält.

Durch das Erbe

• erblich allgemein im pro-allgemeinen Gewebe oder den Zellen auf dem zu Geschlechtszellen zu ändernden Pfad.
• ziemlich erblich somatisch (z.B, karzinogene Veränderung)
• ziemlich erblicher Posten mortem aDNA Veränderung im Verfallen bleibt.

Durch das Muster des Erbes

Das menschliche Erbgut enthält zwei Kopien jedes Gens - ein väterlicher und ein mütterliches Allel.

• Eine heterozygous Veränderung ist eine Veränderung von nur einem Allel.
• Eine homozygous Veränderung ist eine identische Veränderung sowohl der väterlichen als auch mütterlichen Allele.
• Setzen Sie heterozygous Veränderungen zusammen, oder eine genetische Zusammensetzung umfasst zwei verschiedene Veränderungen in den väterlichen und mütterlichen Allelen.

Ein wildtype oder homozygous haben sich nichtgeändert Organismus ist derjenige, in dem kein Allel verändert wird.

Durch den Einfluss auf Protein-Folge

• Eine frameshift Veränderung ist eine Veränderung, die durch die Einfügung oder das Auswischen mehrerer nucleotides verursacht ist, das durch drei von einer DNA-Folge nicht gleichmäßig teilbar ist. Wegen der Drilling-Natur des Genausdrucks durch codons können die Einfügung oder das Auswischen den Lesen-Rahmen oder die Gruppierung des codons stören, auf eine völlig verschiedene Übersetzung aus dem Original hinauslaufend. Je früher in der Folge das Auswischen oder die Einfügung vorkommen, desto mehr verändert das erzeugte Protein ist.

: Im Gegensatz werden jede Einfügung oder Auswischen, das durch drei gleichmäßig teilbar ist, eine Veränderung im Rahmen genannt

• Eine Quatsch-Veränderung ist eine Punkt-Veränderung in einer Folge der DNA, die auf einen Frühhalt codon oder einen Quatsch codon im abgeschriebenen mRNA, und vielleicht einem gestutzten, und häufig nichtfunktionelles Protein-Produkt hinausläuft.
• Veränderungen von Missense oder nichtsynonymische Veränderungen sind Typen von Punkt-Veränderungen, wo ein einzelner nucleotide geändert wird, um Ersatz einer verschiedenen Aminosäure zu verursachen. Das kann der Reihe nach das resultierende nichtfunktionelle Protein machen. Solche Veränderungen sind für Krankheiten wie Epidermolysis bullosa, Sichelzellenanämie verantwortlich, und SOD1 hat ALS vermittelt.
• Eine neutrale Veränderung ist eine Veränderung, die in einer Aminosäure codon vorkommt, der auf den Gebrauch eines verschiedenen, aber chemisch ähnlich, Aminosäure hinausläuft. Die Ähnlichkeit zwischen den zwei ist genug, dass wenig oder keine Änderung häufig im Protein gemacht wird. Zum Beispiel wird eine Änderung von AAA bis AGA arginine, ein chemisch ähnliches Molekül zum beabsichtigten lysine verschlüsseln.
• Stille Veränderungen sind Veränderungen, die auf keine Änderung zur Aminosäure-Folge eines Proteins hinauslaufen. Sie können in einem Gebiet vorkommen, das für ein Protein nicht codiert, oder sie innerhalb eines codon gewissermaßen vorkommen können, der die Endaminosäure-Folge nicht verändert. Der Ausdruck stille Veränderung wird häufig austauschbar mit dem Ausdruck synonymische Veränderung verwendet; jedoch sind synonymische Veränderungen eine Unterkategorie vom ersteren, nur innerhalb von exons vorkommend. Der stille Name konnte eine falsche Bezeichnung sein. Zum Beispiel kann eine stille Veränderung in der exon/intron Grenze zum alternativen Verstärken durch das Ändern der Verbindungsseite führen (sieh Verbindungsseite-Veränderung), dadurch zu einem geänderten Protein führend. Stille Veränderungen kommen wegen der degenerierten Natur des genetischen Codes vor.

Durch die Erbe-Fähigkeit

In Mehrzellorganismen mit hingebungsvollen Fortpflanzungszellen können Veränderungen in Keim-Linienveränderungen unterteilt werden, die Nachkommen durch ihre Fortpflanzungszellen und somatischen Veränderungen verzichtet werden können (auch genannt erworbene Veränderungen), die Zellen außerhalb der hingebungsvollen Fortpflanzungsgruppe einschließen, und die Nachkommen nicht gewöhnlich übersandt werden.

Eine germline Veränderung verursacht eine grundgesetzliche Veränderung in der Nachkommenschaft, d. h. eine Veränderung, die in jeder Zelle da ist. Eine grundgesetzliche Veränderung kann auch sehr bald nach der Befruchtung vorkommen, oder von einer vorherigen grundgesetzlichen Veränderung in einem Elternteil weitergehen.

Die Unterscheidung zwischen germline und somatischen Veränderungen ist in Tieren wichtig, die eine hingebungsvolle Keim-Linie haben, um Fortpflanzungszellen zu erzeugen. Jedoch ist es von wenig Wichtigkeit im Verstehen der Effekten von Veränderungen in Werken, die an hingebungsvoller Keim-Linie Mangel haben. Die Unterscheidung wird auch in jenen Tieren verschmiert, die sich geschlechtslos durch Mechanismen wie das Knospen vermehren, weil die Zellen, die die Tochter-Organismen auch verursachen, diese Organismus-Keim-Linie verursachen.

Eine neue Veränderung, die von keinem Elternteil geerbt wurde, wird einen de novo Veränderung genannt.

Spezielle Klassen

• Bedingte Veränderung ist eine Veränderung, die wilden Typ (oder weniger streng) Phänotyp unter bestimmten "permissiven" Umweltbedingungen und ein Mutationsphänotyp unter bestimmten "einschränkenden" Bedingungen hat. Zum Beispiel kann eine temperaturabhängige Veränderung Zelltod bei der hohen Temperatur (einschränkende Bedingung) herbeiführen, aber könnte keine schädlichen Folgen bei einer niedrigeren Temperatur (permissive Bedingung) haben.

Nomenklatur

Ein Komitee von Human Genome Variation Society (HGVS) hat die menschliche Standardfolge-Variante-Nomenklatur entwickelt, die von Forschern und DNA diagnostische Zentren verwendet werden sollte, um eindeutige Veränderungsbeschreibungen zu erzeugen. Im Prinzip kann diese Nomenklatur auch verwendet werden, um Veränderungen in anderen Organismen zu beschreiben. Die Nomenklatur gibt den Typ der Veränderung und Basis oder Aminosäure-Änderungen an.

• Ersatz von Nucleotide (z.B 76A> T) - Die Zahl ist die Position des nucleotide vom 5' Ende, der erste Brief vertritt den wilden Typ nucleotide, und der zweite Brief vertritt den nucleotide, der den wilden Typ ersetzt hat. Im angeführten Beispiel wurde das Adenin an der 76. Position durch einen thymine ersetzt.
• Wenn es notwendig wird, zwischen Veränderungen in der genomic DNA, mitochondrial DNA und RNS zu differenzieren, wird eine einfache Tagung verwendet. Zum Beispiel, wenn sich die 100. Basis einer nucleotide Folge von G bis C ändern würde, dann würde es als g.100G> C geschrieben, wenn die Veränderung in der genomic DNA, M 100G> C vorkäme, wenn die Veränderung in der mitochondrial DNA oder r.100g> c vorgekommen ist, wenn die Veränderung in der RNS vorgekommen ist. Bemerken Sie, dass für Veränderungen in der RNS der Nucleotide-Code in der unteren Umschaltung geschrieben wird.
• Aminosäure-Ersatz (z.B. D111E) - Der erste Brief ist ein Brief-Code der wilden Typ-Aminosäure, die Zahl ist die Position der Aminosäure von der N-Endstation, und der zweite Brief ist ein Brief-Code der Aminosäure-Gegenwart in der Veränderung. Quatsch-Veränderungen werden mit einem X für die zweite Aminosäure vertreten (z.B. D111X).
• Aminosäure-Auswischen (z.B ΔF508) - Der griechische Brief Δ (Delta) zeigt ein Auswischen an. Der Brief bezieht sich auf die Aminosäure-Gegenwart in freier Wildbahn Typ und die Zahl sind die Position von der N Endstation der Aminosäure waren es, um als in freier Wildbahn Typ da zu sein.

Schädliche Veränderungen

Änderungen in der durch die Veränderung verursachten DNA können Fehler in der Protein-Folge verursachen, teilweise oder den völlig nichtfunktionellen Proteinen schaffend. Jede Zelle, um richtig zu fungieren, hängt von Tausenden von Proteinen ab, um in den richtigen Plätzen in den rechten Zeiten zu fungieren. Wenn eine Veränderung ein Protein verändert, das eine kritische Rolle im Körper spielt, kann eine medizinische Bedingung resultieren. Eine Bedingung, die durch Veränderungen in einem oder mehr Genen verursacht ist, wird eine genetische Unordnung genannt. Einige Veränderungen verändern eine DNA-Grundfolge eines Gens, aber ändern die Funktion des durch das Gen gemachten Proteins nicht. Eine Studie auf dem Vergleich von Genen zwischen verschiedenen Arten der Taufliege weist darauf hin, dass, wenn eine Veränderung wirklich ein Protein ändert, das wahrscheinlich, mit ungefähr 70 Prozent Aminosäure polymorphisms schädlich sein wird, zerstörende Effekten und den Rest habend, der entweder neutral oder schwach vorteilhaft ist. Jedoch haben Studien in der Hefe gezeigt, dass nur 7 % von Veränderungen, die nicht in Genen sind, schädlich sind.

Wenn eine Veränderung in einer Keimzelle da ist, kann sie Nachkommenschaft verursachen, die die Veränderung in allen seinen Zellen trägt. Das ist in Erbkrankheiten der Fall. Andererseits kann eine Veränderung in einer somatischen Zelle eines Organismus vorkommen. Solche Veränderungen werden in allen Nachkommen dieser Zelle innerhalb desselben Organismus da sein, und bestimmte Veränderungen können die Zelle veranlassen, bösartig zu werden, und so Krebs zu verursachen.

Häufig werden Genveränderungen, die eine genetische Unordnung verursachen konnten, durch das DNA-Reparatur-System der Zelle repariert. Jede Zelle hat mehrere Pfade, durch die Enzyme anerkennen und Fehler in der DNA reparieren. Weil DNA beschädigt oder auf viele Weisen verändert werden kann, ist der Prozess der DNA-Reparatur ein wichtiger Weg, auf den der Körper sich von Krankheit schützt.

Vorteilhafte Veränderungen

Obwohl Veränderungen, die sich in Protein-Folgen ändern, für einen Organismus schädlich sein können; bei Gelegenheiten kann die Wirkung in einer gegebenen Umgebung positiv sein. In diesem Fall kann die Veränderung dem Mutationsorganismus ermöglichen, besonderen Umweltbelastungen besser zu widerstehen als Organismen des wilden Typs, oder sich schneller zu vermehren. In diesen Fällen wird eine Veränderung dazu neigen, mehr in einer Bevölkerung durch die Zuchtwahl üblich zu werden.

Zum Beispiel teilt ein spezifisches 32 Grundpaar-Auswischen in menschlichem CCR5 (CCR5-Δ32) HIV-Widerstand gegen homozygotes zu und verzögert AIDS-Anfall in heterozygotes. Die CCR5 Veränderung ist in denjenigen des europäischen Abstiegs üblicher. Eine mögliche Erklärung der Ätiologie der relativ hohen Frequenz von CCR5-Δ32 in der europäischen Bevölkerung besteht darin, dass es Widerstand gegen die Beulenpest Mitte des 14. Jahrhunderts Europa zugeteilt hat. Leute mit dieser Veränderung konnten mit größerer Wahrscheinlichkeit Infektion überleben; so hat seine Frequenz in der Bevölkerung zugenommen. Diese Theorie konnte erklären, warum diese Veränderung im südlichen Afrika nicht gefunden wird, wo die Beulenpest nie gereicht hat. Eine neuere Theorie weist darauf hin, dass der auswählende Druck auf das CCR5 Delta 32 Veränderung durch Pocken statt der Beulenpest verursacht wurde.

Ein anderes Beispiel ist Sichelzellenanämie, eine Blutunordnung, in der der Körper einen anomalen Typ des Sauerstoff tragenden Substanz-Hämoglobins in den roten Blutzellen erzeugt. Ein Drittel aller einheimischen Einwohner des Subsaharischen Afrikas trägt das Gen, weil in Gebieten, wo Sumpffieber üblich ist, es einen Überleben-Wert im Tragen nur eines einzelnen Gens der Sichel-Zelle (Sichel-Zellcharakterzug) gibt. Diejenigen mit nur einem der zwei Allele der Sichelzellenanämie sind gegen Sumpffieber widerstandsfähiger, da die Plage des Sumpffiebers plasmodium durch den sickling der Zellen gehalten wird, die es heimsucht.

Eine andere Forschung von Dänemark beschließt, dass blaue Augen der veränderte Charakter von menschlichen Augen sind, die von vor ungefähr 6,000 bis 10,000 Jahren ursprünglich braun waren. Die gütige Veränderung hat wirklich das OAC2 Gen bewirkt, welcher colorizes unser Haar und andere Funktionen mit der Leber e.t.c verbinden ließ. So teilen alle blauäugigen Leute einen gemeinsamen Ahnen

Veränderung von Prion

Prions sind Proteine und enthalten genetisches Material nicht. Jedoch, prion Erwiderung ist gezeigt worden, der Veränderung und Zuchtwahl gerade wie andere Formen der Erwiderung unterworfen zu sein.

Somatische Veränderungsrate

Zellen mit heterozygous Veränderungen (eine gute Kopie des Gens und eine veränderte Kopie) können normalerweise mit der unveränderten Kopie fungieren, bis die gute Kopie spontan somatisch verändert worden ist. Diese Art der Veränderung geschieht die ganze Zeit in lebenden Organismen, aber es ist schwierig, die Rate zu messen. Das Messen dieser Rate ist im Voraussagen der Rate wichtig, an der Leute Krebs entwickeln können.

Punkt-Veränderungen können aus spontanen Veränderungen entstehen, die während der DNA-Erwiderung vorkommen. Die Rate der Veränderung kann durch mutagens vergrößert werden. Mutagens, kann wie Radiation von UV Strahlen, Röntgenstrahlen oder äußerster Hitze physisch oder chemisch sein (Moleküle, die Grundpaare verlegen oder die spiralenförmige Gestalt der DNA stören). Mit Krebsen vereinigte Mutagens werden häufig studiert, um über Krebs und seine Verhinderung zu erfahren.

Siehe auch

• Aneuploidy
• Antioxidationsmittel
• Wellensittich-Farbengenetik
• Ecogenetics
• Embryologie
• Homeobox
• Makroveränderung
• Der morphs von Muller
• Mutagenesis
• Mutant
• Veränderungsrate
• Polyploidy
• Versetzung von Robertsonian
• Unterschrift hat mutagenesis markiert
• Seite-geleiteter mutagenesis
• TILLING (molekulare Biologie)
• Trinucleotide wiederholen Vergrößerung

Links

• "Alle über Veränderungen" von der Krankheit von Huntington übertreffen Projekt für die Ausbildung an Stanford
• Zentraler geometrischer Ort spezifische Schwankungsdatenbank am Institut für Genomics und Integrative Biology
• Das Veränderungskapitel von WikiBooks Allgemeines Biologie-Lehrbuch
• Beispiele von vorteilhaften Veränderungen
• BBC-Radio 4 In Unserer Zeit - GENETISCHER VERÄNDERUNG - mit Steve Jones - Einteilung von Audio-
• HGVS Folge-Variante-Nomenklatur-Website
• Website von Mutalyzer