Genmutasjoner i hva de består av, typer og konsekvenser



den genmutasjoner eller punktlig er de der en allel av et gen forandrer seg, blir en annen. Denne endringen skjer innenfor et gen, på et sted eller punkt, og kan lokaliseres.

Tvert imot, i kromosomale mutasjoner, settes sett med kromosomer, et helt kromosom eller segmenter av dette kromosomet vanligvis. De involverer ikke nødvendigvis genmutasjoner, selv om det kan skje i tilfelle kromosombrudd som påvirker et gen.

Med utviklingen av molekylære verktøy anvendt på DNA-sekvensering, ble termens punktmutasjon omdefinert. I dag er dette begrepet vanligvis brukt til å referere til endringer i et par eller noen få par tilstøtende nitrogenbaserte baser i DNA.

index

  • 1 Hva er mutasjoner?
  • 2 Typer av genmutasjoner eller punktendringer
    • 2.1 Endringer i nitrogenbaserte baser
    • 2.2 Innsettinger eller slettinger
  • 3 Konsekvenser
    • 3.1 - Grunnleggende begreper
    • 3.2-scenarier av genmutasjoner
    • 3.3-Funksjonelle konsekvenser av det første scenariet
    • 3.4 -Funksjonelle konsekvenser av det andre scenariet
    • 3.5 - Uvanlige tilfeller som fører til sykdommer
  • 4 referanser

Hva er mutasjoner?

Mutation er mekanismen par excellence som introduserer genetisk variasjon i populasjoner. Den består i den plutselige endringen i genotype (DNA) av en organisme, ikke på grunn av rekombination eller genetisk omlegging, men på grunn av arv eller på grunn av negative miljøfaktorer (som toksiner og virus)..

En mutasjon kan overskride avkom hvis den forekommer i bakteriene (egg og sæd). Det kan oppstå i de enkelte små variasjonene, store variasjoner - ved å bruke selv sykdommer - eller de kan være stille, uten noen effekt.

Variasjoner i det genetiske materialet kan da generere fenotypisk mangfoldighet i naturen, enten det er mellom individer av forskjellige arter eller til og med av samme art.

Typer av genetiske mutasjoner eller punktendringer

Det er to typer genmutasjonsendringer:

Forandringer av nitrogenbaserte baser

De består av substitusjon av et par nitrogenholdige baser for en annen. De er i sin tur delt inn i to typer: overganger og transversjoner.

  • overganger: de innebærer substitusjon av en base for en annen av samme kjemiske kategori. For eksempel: en purin av en annen purin, adenin av guanin eller guanin av adenin (A → G eller G → A). Det kan også være tilfelle av substitusjon av en pyrimidin med et annet pyrimidin. For eksempel: cytosin av tymin eller tymin ved cytosin (C → T eller T → C).
  • transversions: de er endringer som involverer ulike kjemiske kategorier. For eksempel er tilfellet med endringen av en pyrimidin med en purin: T → A, T → G, C → G, C → A; eller en purin med en pyrimidin: G → T, G → C, A → C, A → T.

Ved konvensjonen er disse endringene beskrevet med referanse til dobbeltstrenget DNA, og derfor må basene som utgjør paret, være detaljerte. For eksempel: en overgang ville være GC → AT, mens en transversjon kunne være GC → TA.

Innsettinger eller slettinger

De består av inngangen eller utgangen av et par eller flere par av nukleotider av et gen. Selv om enheten som er berørt er nukleotidet, refererer vi vanligvis til paret eller parene av baser som er involvert.

innvirkning

-Grunnleggende begreper

For å studere konsekvensene av genmutasjoner må vi først vurdere to grunnleggende egenskaper av den genetiske koden.

  1. Den første er at den genetiske koden er degenerert. Dette betyr at den samme typen aminosyre i proteinet kan bli kodet av mer enn en triplett eller kodon i DNA. Denne egenskapen innebærer eksistensen av flere tripler eller kodoner i DNA enn typer av aminosyrer.
  2. Den andre egenskapen er at gener har kodoner av terminering, brukt til terminering av oversettelse under proteinsyntese.

-Scenarier av genmutasjoner

Sternmutasjoner kan ha forskjellige konsekvenser, avhengig av hvilket sted de er. Derfor kan vi visualisere to mulige scenarier:

  1. Mutasjonen forekommer i en del av genet der proteinet er kodet.
  2. Mutasjonen forekommer i regulatoriske sekvenser eller andre typer sekvenser som ikke er involvert i bestemmelsen av proteinet.

-Funksjonelle konsekvenser av det første scenariet

Genmutasjonene i det første scenariet genererer følgende resultater:

Stille mutasjon

Det skjer når en kodon endrer seg for en annen som kodifiserer den samme aminosyren (dette er en konsekvens av degenerasjonen av koden). Disse mutasjonene kalles stille, fordi de i reelle termer ikke endrer den resulterende aminosyresekvensen.

Endring av retningsmutasjon

Oppstår når kodonendringen bestemmer en aminosyreendring. Denne mutasjonen kan ha forskjellige effekter avhengig av arten av den nye aminosyren som ble introdusert.

Hvis det samme er av en kjemisk natur som ligner på den opprinnelige (synonym substitusjon), er det mulig at effekten på funksjonaliteten til det resulterende proteinet er ubetydelig (denne typen forandring kalles ofte konservativ forandring).

Når tvert imot er den kjemiske naturen til den resulterende aminosyren svært forskjellig fra originalen, kan effekten variere, være i stand til å gjøre det resulterende protein ubrukelig (ikke-konservativ forandring).

Den spesifikke plasseringen av en mutasjon av denne typen i genet kan generere variable effekter. For eksempel, når mutasjonen oppstår i en del av sekvensen som vil gi opp til det aktive sentrum av proteinet, er det forventet at skaden er større enn om den forekommer i mindre kritiske områder..

Mutasjon uten mening

Det skjer når endringen genererer et stoppkodon for oversettelsen. Denne typen mutasjon produserer vanligvis difunksjonelle proteiner (et avkortet protein).

Innsettinger eller slettinger

De har en effekt som er ekvivalent med mutasjonen uten forstand, men ikke identisk. Effekten oppstår når man endrer leserammen til DNAet (fenomenet kjent som forskyvning av leserammen eller frame).

Denne variasjonen produserer et messenger-RNA (mRNA) med et lag fra stedet der mutasjonen oppstod (innsetting eller deletjon), og derfor en endring i protein-aminosyresekvensen. Proteinproduktene oppnådd fra gener med denne typen mutasjoner vil være totalt dysfunksjonelle.

unntakene

Et unntak kan oppstå når det er innsettinger eller deletjoner av nøyaktig tre nukleotider (eller flere ganger tre).

I dette tilfellet er leserammen uendret, til tross for endringen. Det kan imidlertid ikke utelukkes at det resulterende protein er dysfunksjonelt, enten ved inkorporering av aminosyrer (i tilfelle innsetting) eller ved tap av det (i tilfelle av deletjoner)..

-Funksjonelle konsekvenser av det andre scenariet

Mutasjoner kan forekomme i regulatorisk type sekvenser eller andre sekvenser som ikke er involvert i å bestemme proteiner.

I disse tilfellene er effekten av mutasjoner mye vanskeligere å forutsi. Det vil da avhenge av hvordan punktmutasjonen påvirker samspillet mellom det DNA-fragmentet og de multiple genuttrykksregulatorene som eksisterer.

Igjen kan bruken av leserammen eller det enkle tap av et fragment som er nødvendig for forening av en regulator forårsake virkninger som spenner fra dysfunksjonen av proteinproduktene, til mangelen på kontroll i mengdene derav..

-Mindre vanlige tilfeller som fører til sykdommer

Et eksempel på svært sjelden punktmutasjon er den såkalte sense-gain mutasjonen.

Dette består i omformingen av termineringskodonet i en kodonkode. Dette er tilfelle av en variant av hemoglobin som kalles Hemoglobin konstant vår (allelvariant HBA2 * 0001) forårsaket av endringen av UAA-termineringskodonet til CAA-kodonet.

I dette tilfellet resulterer punktmutasjonen i et ustabilt a-2 hemoglobin forlenget med 30 aminosyrer, forårsaker en blodsykdom kalt alfa-talassemi.

referanser

  1. Eyre-Walker, A. (2006). Fordelingen av treningseffekter av New Deleterious Amino Acid Mutations hos mennesker. Genetikk, 173 (2), 891-900. doi: 10,1534 / genetikk.106.057570
  2. Hartwell, L.H. et al. (2018). Genetikk fra gener til genomer. Sjette utgave, MacGraw-Hill Education. pp.849
  3. Novo-Villaverde, F.J. (2008). Human Genetics: Begreper, mekanismer og anvendelser av genetikk innen biomedisin. Pearson Education, S.A. s. 289
  4. Nussbaum, R.L. et al. (2008). Genetikk i medisin. Syvende utgave. Saunders, pp. 578.
  5. Stoltzfus, A., and Cable, K. (2014). Mendelisk-mutasjonisme: Den glemte evolusjonssyntesen. Journal of the History of Biology, 47 (4), 501-546. doi: 10.1007 / s10739-014-9383-2