Genmutationer i vad de består av, typer och konsekvenser



den genmutationer eller punktliga är de där en allel av en gen förändras, blir en annan. Denna förändring sker inom en gen, på en lokal eller punkt, och kan lokaliseras.

Tvärtom, i kromosomala mutationer är uppsättningar av kromosomer, en hel kromosom eller segment av denna kromosom vanligen påverkad. De involverar inte nödvändigtvis genmutationer, även om det kan hända vid kromosombrep som påverkar en gen.

Med utvecklingen av molekylära verktyg som applicerats på DNA-sekvensering, omdefinierades termen punktmutation. Numera används denna term brukar hänvisa till förändringar i ett par eller några par intilliggande kvävebaser i DNA: n.

index

  • 1 Vad är mutationer?
  • 2 Typer av genmutationer eller punktförändringar
    • 2.1 Förändringar av kvävebaserna
    • 2.2 Infogningar eller raderingar
  • 3 Konsekvenser
    • 3.1 - Grundläggande begrepp
    • 3.2-scenarier av genmutationer
    • 3.3 -Funktionella konsekvenser av det första scenariot
    • 3.4 -Funktionella konsekvenser av det andra scenariot
    • 3.5 - Sällsynta fall som leder till sjukdomar
  • 4 referenser

Vad är mutationer?

Mutation är den mekanism som är enastående som introducerar genetisk variation i populationer. Den består i den plötsliga förändringen av genotypen (DNA) hos en organism, inte på grund av rekombination eller genetisk omarrangemang, utan på grund av arv eller på grund av negativa miljöfaktorer (såsom toxiner och virus)..

En mutation kan transcendera avkomma om det förekommer i bakteriecellerna (ägglossningar och spermier). Det kan härröra i de enskilda små variationerna, stora variationer - med ens sjukdomar - eller de kan vara tysta, utan någon effekt.

Variationer i det genetiska materialet kan sedan generera fenotypisk mångfald i naturen, det vill säga mellan individer av olika arter eller till och med av samma art.

Typer av genetiska mutationer eller punktförändringar

Det finns två typer av genmutationsförändringar:

Förändringar av kvävebaser

De består av substitution av ett par kvävebaser för en annan. De är i sin tur uppdelade i två typer: övergångar och transversioner.

  • övergångar: de innefattar substitution av en bas för en annan av samma kemiska kategori. Till exempel: en purin med annan purin, adenin med guanin eller guanin av adenin (A → G eller G → A). Det kan också vara fallet med substitutionen av en pyrimidin med en annan pyrimidin. Till exempel: cytosin av tymin eller tymin genom cytosin (C → T eller T → C).
  • transversioner: de är förändringar som involverar olika kemiska kategorier. Till exempel fallet med förändringen 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.

Enligt konventionen beskrivs dessa förändringar med hänvisning till dubbelsträngat DNA och därför måste baserna som utgör paret vara detaljerade. Till exempel: En övergång skulle vara GC → AT, medan en transversion kan vara GC → TA.

Infogningar eller raderingar

De består av ingång eller utgång av ett par eller flera par av nukleotider av en gen. Även om den enhet som påverkas är nukleotiden refererar vi vanligen till paret eller paret av baser som är inblandade.

inverkan

-Grundläggande begrepp

För att studera följderna av genmutationer måste vi först granska två grundläggande egenskaper hos den genetiska koden.

  1. Det första är att den genetiska koden är degenererad. Detta innebär att samma typ av aminosyra i proteinet kan kodas av mer än en triplett eller kodon i DNA: n. Denna egenskap innebär att det finns fler tripletter eller kodoner i DNA än typer av aminosyror.
  2. Den andra egenskapen är att generna har kodon för uppsägning, som används för terminering av translation under proteinsyntesen.

-Scenarier av genmutationer

Stern mutationer kan ha olika konsekvenser, beroende på den specifika platsen där de förekommer. Därför kan vi visualisera två möjliga scenarier:

  1. Mutationen förekommer i en del av genen i vilken proteinet är kodat.
  2. Mutationen förekommer i regulatoriska sekvenser eller andra typer av sekvenser som inte är involverade i bestämningen av proteinet.

-Funktionella konsekvenser av det första scenariot

Genmutationerna i det första scenariot ger följande resultat:

Tyst mutation

Det händer när en kodon förändras för en annan som kodifierar samma aminosyra (detta är en följd av kodens degenerering). Dessa mutationer kallas tysta, eftersom de i reala termer inte förändrar den resulterande aminosyrasekvensen.

Ändring av riktningsmutation

Förekommer när kodonförändringen bestämmer en aminosyraförändring. Denna mutation kan ha olika effekter beroende på arten av den nya aminosyran som införs.

Om samma är av kemisk natur som liknar det ursprungliga (substitutet) är det möjligt att effekten på det resulterande proteinets funktionalitet är försumbar (denna typ av förändring kallas ofta konservativ förändring).

När tvärtom är den kemiska naturen hos den resulterande aminosyran väldigt annorlunda mot originalet, kan effekten vara variabel, kunna göra det resulterande proteinet oanvändbart (icke-konservativ förändring).

Den specifika platsen för en mutation av denna typ inom genen kan alstra variabla effekter. När mutationen exempelvis inträffar i en del av sekvensen som kommer att ge upphov till proteins aktiva centrum, förväntas skadorna vara större än om det förekommer i mindre kritiska områden..

Mutation utan mening

Det händer när förändringen genererar ett stoppkodon för översättningen. Denna typ av mutation producerar vanligtvis difunktionella proteiner (ett trunkerat protein).

Infogningar eller raderingar

De har en effekt som motsvarar mutationen utan mening, men inte identisk. Effekten uppstår när man ändrar läsramen för DNA: n (fenomenet kallas förskjutning av läsramen eller ramskifte).

Denna variation ger ett budbärar-RNA (mRNA) med en fördröjning från den plats där mutationen inträffade (införing eller deletion) och därmed en förändring i protein-aminosyrasekvensen. Proteinprodukterna erhållna från gener med denna typ av mutationer kommer att vara totalt dysfunktionella.

undantag

Ett undantag kan uppstå när det finns infogningar eller raderingar av exakt tre nukleotider (eller multiplar av tre).

I detta fall, trots förändringen, förblir läsramen oförändrad. Det kan emellertid inte uteslutas att det resulterande proteinet är dysfunktionellt, antingen genom införlivande av aminosyror (i fallet med införande) eller av förlusten därav (i fallet med deletioner)..

-Funktionella konsekvenser av det andra scenariot

Mutationer kan uppträda i sekvenser av regulatorisk typ eller andra sekvenser som inte är involverade i bestämning av proteiner.

I dessa fall är effekten av mutationer mycket svårare att förutsäga. Det kommer sedan bero på hur punktmutationen påverkar interaktionen av det DNA-fragmentet med de multipla genuttrycksregulatorema som existerar.

Återigen kan brytningen av läsramen eller den enkla förlusten av ett fragment som är nödvändigt för fackföreningen av en regulator orsaka effekter som sträcker sig från dysfunktionen av proteinprodukterna till bristen på kontroll i mängderna därav..

-Mindre vanliga fall som leder till sjukdomar

Ett exempel på mycket sällsynt punktmutation är den så kallade sense-gain mutationen.

Detta består i omvandling av termineringskodon till en kodon kodning. Detta är fallet med en variant av hemoglobin som heter Hemoglobin konstant vår (allelvariant HBA2 * 0001), orsakad av förändringen av UAA-termineringskodonet till CAA-kodonet.

I detta fall resulterar punktmutationen i ett instabilt a-2-hemoglobin förlängt med 30 aminosyror, vilket orsakar en blodsjukdom som kallas alfa-talassemi.

referenser

  1. Eyre-Walker, A. (2006). Fördelningen av fitnesseffekter av nya skadliga aminosyramutationer hos människor. Genetics, 173 (2), 891-900. doi: 10,1534 / genetics.106.057570
  2. Hartwell, L.H. et al. (2018). Genetik från gener till genom. Sjätte upplagan, MacGraw-Hill Education. pp.849
  3. Novo-Villaverde, F.J. (2008). Human Genetics: Begrepp, mekanismer och tillämpningar av genetik inom biomedicin. Pearson Education, S.A. pp. 289
  4. Nussbaum, R.L. et al. (2008). Genetik i medicin. Sjunde upplagan. Saunders, s. 578.
  5. Stoltzfus, A. och Cable, K. (2014). Mendelisk-mutationism: Den glömda evolutionära syntesen. Journal of the History of Biology, 47 (4), 501-546. doi: 10.1007 / s10739-014-9383-2