Genetisk mutasjon
I genetikk kalles endringer som endrer nukleotidsekvensen til DNA genetisk mutasjon , molekylær mutasjon eller punktmutasjon . Disse mutasjonene i DNA -sekvensen kan føre til aminosyresubstitusjon i de resulterende proteinene . En endring i en enkelt aminosyre er kanskje ikke viktig hvis den er konservativ og skjer utenfor det aktive stedet til proteinet. Ellers kan det få alvorlige konsekvenser, for eksempel:
- Substitusjon av valin for glutaminsyre i posisjon 6 i beta-globin polypeptidkjeden gir opphav til sigdcellesykdom hos homozygote individer, fordi den modifiserte kjeden har en tendens til å krystallisere ved lave oksygenkonsentrasjoner.
- Kollagenproteiner er en familie av strukturelt beslektede molekyler som er avgjørende for integriteten til mange vev, inkludert bein og hud . Det modne kollagenmolekylet er sammensatt av tre polypeptidkjeder forbundet i en trippel helix. Trådene assosieres ved C-terminalen først og krøller seg deretter mot N-terminalen. For å oppnå denne foldingen har kollagenkjeder en repeterende struktur av tre aminosyrer: glycin - X - Y (X er vanligvis prolin og Y kan være en hvilken som helst av et bredt spekter av aminosyrer). En punktmutasjon som endrer en enkelt aminosyre kan forvrenge assosiasjonen av kjedene ved deres C-terminal, og forhindre dannelsen av trippelhelixen, noe som kan få alvorlige konsekvenser. En mutantstreng kan forhindre trippelhelixdannelse, selv når det er to villtypemonomerer. Siden det ikke er et enzym, kan den lille mengden funksjonelt kollagen som produseres ikke reguleres. Konsekvensen kan være den dødelige dominante tilstanden osteogenesis imperfecta .
Blant genetiske mutasjoner er det mulig å skille flere faktorer:
- Stille eller synonym mutasjon : Når aminosyresekvensen til polypeptidkjeden ikke endres. Endringene i nukleotidet forårsaker ikke strukturelle eller funksjonelle endringer i proteinet.
- Punktmutasjon, ved substitusjon av baser : De produseres ved å endre et par baser i en posisjon for en annen (det er de nitrogenholdige basene som skiller nukleotidene i en kjede). Det er to typer som produseres av forskjellige biokjemiske mekanismer:
- Overgangsmutasjoner eller ganske enkelt overganger , når et basepar erstattes av et alternativ av samme type. De to purinbasene er adenin (A) og guanin (G), og de to pyrimidinbasene er cytosin (C) og tymin (T). Substitusjonen av et AT-par, for eksempel med et GC-par, vil være en overgang.
- Transversjonelle mutasjoner eller transversjoner , når et basepar erstattes av et annet av den andre typen. For eksempel utskifting av AT-paret med TA eller CG.
- Ikke-synonym mutasjon : Når endringene i basene gir opphav til en ny aminosyre, genererer strukturelle eller funksjonelle endringer i proteinsekvensen.
- Nullmutasjon : Når det påvirker det aktive senteret eller et sted nær det, forårsaker mulig mangel på funksjon. Hvis mutasjoner påvirker mindre kritiske områder av et protein, vil effekten sannsynligvis være mindre alvorlig, og genererer ofte lekke eller delvis inaktive mutanter.
- Skift- eller forskyvningsmutasjoner : Når par av nukleotider legges til eller fjernes, endrer lengden på kjeden. Hvis par legges til eller fjernes med et tall som ikke er et multiplum av tre (det vil si hvis det ikke er et eksakt antall kodoner ), vil konsekvensene være spesielt alvorlige, fordi fra det tidspunktet, og ikke bare i det, vil alle informasjonen vil bli endret. Det er to tilfeller kalt " indels ":
- Nukleotiddelesjonsmutasjon : Ett nukleotid går tapt fra nukleotidsekvensen og kjeden forkortes med en enhet.
- Mutasjon ved innsetting av nye nukleotider : Ytterligere nukleotider blir introdusert i DNA-sekvensen, plassert mellom de som allerede eksisterte, og forlenger kjeden tilsvarende.
Videre kan de gi opphav til nonsens-mutasjoner hvis et stoppkodon introduseres.
Frameshift-mutasjoner kan også oppstå fra mutasjoner som forstyrrer messenger-RNA -spleising . Begynnelsen og slutten av hvert intron i et gen er definert av konserverte DNA-sekvenser. Hvis et nukleotid muterer i en av de svært konserverte posisjonene, vil stedet ikke lenger fungere, med forutsigbare konsekvenser for det modne mRNA og det kodede proteinet.
Det er mange eksempler på disse mutasjonene, for eksempel er noen mutasjoner i beta-globingenet i beta- thalassemi forårsaket av spleisestedmutasjoner.Endringer som endrer sekvensen kalles genmutasjoner, molekylære mutasjoner eller punktmutasjoner av DNA-nukleotider. Det må ikke forveksles med genmutasjon, som refererer til en mutasjon i et gen. Disse mutasjonene i DNA-sekvensen kan føre til aminosyresubstitusjon i de resulterende proteinene. En endring i en enkelt aminosyre er kanskje ikke viktig hvis den er konservativ og skjer utenfor det aktive stedet til proteinet. Ellers kan det få alvorlige konsekvenser, for eksempel:
Substitusjonen av valin for glutaminsyre i posisjon 6 i beta-globin polypeptidkjeden gir opphav til sykdommen sigdcelleanemi hos homozygote individer fordi den modifiserte kjeden har en tendens til å krystallisere ved lave oksygenkonsentrasjoner.
Kollagenproteiner er en familie av strukturelt beslektede molekyler som er avgjørende for integriteten til mange vev, inkludert bein og hud. Det modne kollagenmolekylet består av tre kjeder.
Bibliografi
- Alberts, Bruce, et al. Molecular Biology of the Cell, 4. utg. New York: Garland Publishing, 2000.
- Atherly, Alan G., Jack R. Girton og John F. McDonald. Vitenskapen om genetikk. Philadelphia, PA: Saunders College Publishing, 1998.
- Cooper, DN Human genmutasjon. Bios Scientific Publishers Ltd., 1999.
- Institutt for genetikk. Fakultet for genetikk. Complutense Universitetet i Madrid. Mutasjon. [1]
- Det eksakte og naturvitenskapelige fakultet. Mutasjon. [to]
- Griffiths Anthony JF, William M. Gelbart, Jeffrey H. Miller og Richard Lewontin (1999). Mutasjonsanalyse . I moderne genetisk analyse . W.H. Freeman and Company ISBN 0-7167-3597-0 .
- Griffiths Anthony JF, William M. Gelbart, Jeffrey H. Miller og Richard Lewontin (1999). Det molekylære grunnlaget for mutasjon . I moderne genetisk analyse . W.H. Freeman and Company ISBN 0-7167-3597-0 .
- Griffiths A., Miller J., Suzuki D., Lewontin R. og Gelbart W. Genetics, 7. utgave. Madrid: McGraw-Hill (2002).
Eksterne lenker