Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Endring av det genetiske budskapet Kapittel 18 Copyright © McGraw-Hill Companies Permission required for reproduction or display

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Mutations (En eller annen form for endring av DNA sekvenser ???.  - Inndeles her i 2 hovedtyper: Punktmutasjoner og  Forandringer av gen posisjoner Cancer (typer/hyppighet, åersaker, mekanismer og behandling) Rekombinasjon (Gen forflytting & Resiprokisk rekombinasjon) Trinucleotide Repeats Eukaryotic DNA

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Mutasjoner er ekstremt skjeldene Tiltross for at organismer har utviklet et uttall av mekanismer for å ungå feil ved DNA replikasjon, m.m.  eks. fotoreaktivering m/ DNA fotolyase  excision repaire  postreplikativ reperasjon  m.m. så forekommer mutasjoner !!!!  Har mutasjoner positiv eller negativ betydning  for organismen eller arten ??????

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Kun mutasjoner i kjønnscellene (celler som danner såkalte gameteer) kan føres videre til kommende generasjoner. Mutasjoner i somatiske celler kan ha stor betydning for enkelt indivier i og med at de overføres til andre celler i det samme individet (obs. obs. på tvetydighet i setningen). Et eks. på alternativ evolusjons teori kan finnes i Scientific American (special issue) oktober 1994 s.63. (kan finnes i hyllene på biblioteket, U1 Realfagsbygget).

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Typer av mutasjoner Punkt Mutasjoner  Endring av DNA som innbefatter en eller kun noen få base par. - Kan f.eks. Komme av spontane feil under replikasjons prosessen. - Mutagener. Transposition  Gener kan bli flyttet innen genomet. - Kan f.eks. Komme av kromosomale omleiringer

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Punkt Mutasjoner Fysisk skade på DNA  Ioniserende stråling - Som regel sterkt mutagenisk, - noe som avhenger bla. av ………… (av hva ?????) - Produserer bla. frie radikaler - som så kan forårsake dobbel-streng brudd. - (hva da med DNA reparasjonen ?????)  UV stråling (Hvilken UV type er mest skadelig A,B eller C ?????) Kan forårsake pyrimidin dimerer.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Pyrimidin dimerer Copyright © McGraw-Hill Companies Permission required for reproduction or display

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Punkt Mutasjoner Kjemisk modifisering av DNA  3 kjemiske klasser - Kjemikalier som pga. sin flate struktur (ofte aromater) har evnen til å legge seg inn mellom baseparene i DNA helixen (typisk eks. Acridine orange og Aflatoksin-B). - Kjemikalier som fjerner amino gruppen fra adenine eller cytosine (typisk eks. Salpetersyrling (HNO2)). - Kjemikalier som adderer hydrokarbon grupper til nukleotide baseer (typisk eks. sulfonater).

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Punkt Mutasjoner Spontane mutasjoner (når kan det skje ??????) - Mispairing som følge av “slipp”  skjer når en DNA sekvens forskyvning forårsaker at en del av en streng folles ut (loop out).  2 muligheter enten reverteres utfoldingen eller så klippes utfoldingen ut av DNA strengen, noe som da fører til en delisjon. - Ramme-Skifte mutasjoner (hva er det ???) Punkt Mutasjoner

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Endringer av Gene Posisjoner Kromosomal omleiring  Translokasjoner - Segmenter fra et kromosom blir del av et annet kromosom.  Inversioner - Orienteringen av en del av et kromosom blir snudd/revertert.  Aneuploidy - Gene eller kromosom segmenter adderes eller deliteres.  Polyploidy - Hele sett av kromosomer adderes.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Inversjon Copyright © McGraw-Hill Companies Permission required for reproduction or display

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Endringer av Gene Positioner Innsettig innaktivering  Transposoner - kan skifte sted/lokalisasjon innen genomet. - Velger seg ut et nytt sted helt vilkårlig.  Hva kan det føre til ????????

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Kreft Hva er kreft og hva er forskjellen på ondartet og godartet kreft ???? Ondartet kreft kan def. som ukontrolert og invasiv cellevekst, og resulterer i tumor som så kan danne metastaser. (Hva er metastaser ????) Kan forårsakes av mutageniske kjemikalier eller også viruses. Celledelingen stopper aldri i en kreftcellelinje, og er følgelig tilnærmet immortal.  (Kan det anvendes til noe positift ?????)

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Typer av Kreft Sarcomas - Tumor som oppstår i bindingsvev eller muskel vev, eller også vev som utvikles fra mesoderm etter gastruleringen (men det er omtales ikke før enn i kapittel 60). Carcinomas - Tumor som oppstår i epitel vev, altså vev som utvikles fra endoderm eller ektoderm etter gastruleringen (se kap.60). Carcinogener er stoffer som forårsaker kreft, og følgelig er alle carcinogene stoffer mutageniske. Til identifisering og testing av slike stoffer anvendes Ames Test. (Hvordan utføres en Ames Test ?????)

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Tumor Fra Viral Infeksjon Rous avian sarcoma virus (RSV) samt andre kjente virus som Epstein- Barr virus og Papillomavirus kan forårsake kreft, de går alle inn under gruppen for → Retrovirus dvs. Virus med RNA som arvestoff.  Når de kommer inn i cellene forårsaker de kreft ved å kopiere sitt RNA til DNA vha. revers transkriptase. Hvoretter de setter det nye DNA’et/genet inn i cellens kromosomale DNA. Det nye genet har egenskapen å påskynde cellesyklus forløpet og betegnes som for et oncogen.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Røyking og Kreft Omlag 1/3 av alle kreft tilfeller I US har sin åersak i røyking. Er det samme forholdet i Norge ???? (Kanskje vi kan si noe om det ut fra Fig s.369) Røyk inneholder mange mutageniske stoffer eks. aromatiske hydrokarboner og nitrogenoksider, noe som plasserer de i direkte forbindelse med lunge kreft. Bla. ved å skade genene i epitel cellelaget i lungene.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

oppdatert: | 12:19 - Tilsvarer 60 sigaretter - Folk som snuser, får i seg mye mer nikotin enn det røykere gjør. Enkelte må opp i 60 sigaretter om dagen for å erstatte nikotinbehovet som snusen har skapt.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies oppdatert: | 08:19 Puritansk røykeforbud Totalforbud mot røyking på alle utesteder om vel ett år, foreslår helseminister Dagfinn Høybråten (KrF). Tekst: Adresseavisen

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Røyking gir lav IQ oppdatert: Par som begge røyker, får oftere jentebarn enn foreldre som ikke røyker. Forskerne aner ikke hvorfor. Barn som utsettes for passiv røyking, scorer betraktelig lavere på IQ-tester enn gjennomsnittet. Bare 30 minutter med passiv røyking, påvirker blodårene inn til hjertet hos sunne ikke-røykere. Jenter blir langt fortere avhengig av nikotin enn gutter. Etter bare tre uker, kan jenter være hektet. For guttene er det snakk om flere måneder. Nikotinslaver ser eldre ut enn ikkerøykere. Årsaken er at røyking aktiverer gener som fører til at huden brytes ned. Røykende menn med høyt blodtrykk har 26 ganger større risiko for å bli impotente.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies oppdatert: Eggen farlig for folkehelsen - Det er direkte skadelig for folkehelsen når kjendiser som Nils Arne Eggen røyker på tv. En overlege i Bergen mener at Eggen opp gjennom årene som forbilde har forledet mang en 13-åring til å begynne å røyke. Det bør bli straffbart å vise bilder av folk som røyker i norske media. Det hevder overlege Birger Lærum i Bergen, som i Bergens Tidende lørdag gikk hardt ut mot røykende kjendiser og aviser, blader og andre media som viser folk som røyker. Overlege Lærum vil bøtelegge de som røyker i media og media som viser røykende kjendiser.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Cancer and the Cell Cycle Transfection - Nuclear DNA from tumor cells is isolated and cleaved into random fragments, and tested for ability to induce cancer. Single nucleotide substitutions (Point mutations) have been shown to lead to cancer.  Cells inhibition of telomerase in somatic cells is a natural brake on cancer. - Inactivation of inhibition may help induce cancer.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Cancer and the Cell Cycle Proto-oncogenes are genes encoding proteins that stimulate cell division.  Mutated proto-oncogenes become cancer- causing genes (oncogenes). - Mutated alleles of many oncogenes are genetically dominant.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Cancer and the Cell Cycle In healthy cells, cell division is normally turned off by proteins encoding for tumor suppressor genes.  Almost half of all cancers involve mutations of the p53 gene.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Cancer and the Cell Cycle Cells control proliferation at several checkpoints.  All these controls must be inactivated for cancer to be initiated. - Induction of most cancers involves mutations of several genes.  Explains why most cancers occur in people over 40.  More time for individual cells to accumulate multiple mutations.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Curing Cancer Preventing Start of Cancer  Receiving Signal to Divide - Mutations that increase number of receptors on cell surface amplify the division signal.  Relay Switch - Passage of signal into the cell’s interior.  Relay switch stuck in “ON” position.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Curing Cancer  Amplifying the Signal - Amplification of signal within cytoplasm.  Releasing the Brake - Used to restrain cell division.  Checking Readiness - Ensures DNA is undamaged and ready to divide.  Stepping on the Gas - Restore telomerase inhibitor.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Curing Cancer Preventing the Spread of Cancer  Tumor Growth - Angiogenesis Inhibitors  Metastasis - Cells break off and migrate.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Overview of Recombination Genetic Recombination represents an alteration in the genomic location of a gene, or a gene fragment. Gene Transfer - One chromosome or genome donates a segment to another chromosome or genome. Reciprocal Recombination - Two chromosomes trade segments.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Gene Transfer Plasmid Creation  All cells have recombination enzymes that can cause double duplexes to undergo reciprocal exchange. - Loop is freed from rest of DNA and becomes a plasmid. Integration  Region of plasmid DNA involved in original exchange, recognition site, aligns with matching sequence on main genome.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Gene Transfer Conjugation  Bacteria have genes encoding protein subunits that assemble on the surface of the bacterial cell, forming a pilus. - Rolling Circle Replication

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Gene Transfer Between Bacteria Copyright © McGraw-Hill Companies Permission required for reproduction or display

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Gene Transfer Transposition  Transposons encode transposase enzyme that inserts transposon into genome at a random site. - Causes insertional inactivation. - Facilitates gene mobilization.  Transposition can rapidly generate composite plasmids (resistance transfer factors). - Antibiotic Resistance

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies

Reciprocal Recombination Crossing Over  Exchange between non-sister chromatids. Unequal Crossing Over  Crossover between regions similar, but not homologous, in nucleotide sequence. Gene Conversion  Alteration of one homologue by cell’s error detection and repair system.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Trinucleotide Repeats Trinucleotide repeat is a change in the genetic material producing an increase in the number of copies of repeated trinucleotide sequences.  Root cause of large number of inherited human disorders.

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Classes of Eukaryotic DNA DNA That Codes for Protein  Four Classes: (1% of Human Genome) - Single-Copy Genes - Segmental Duplications - Multigene Families - Tandem Clusters

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Classes of Eukaryotic DNA Noncoding DNA  Introns (Noncoding DNA with Genes) - 24% of Human Genome  Structural DNA - 20% of Human Genome  Repeated Sequences - 3% of Human Genome  Transposable Elements - 45% of Human Genome

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Review Mutations Changes in Gene Position Cancer Recombination Gene Transfer Reciprocal Recombination Trinucleotide Repeats Eukaryotic DNA

Raven - Johnson - Biology: 6th Ed. - All Rights Reserved - McGraw Hill Companies Copyright © McGraw-Hill Companies Permission required for reproduction or display