Мутация как источник естественной изменчивости
Мутации чрезвычайно разнообразны ( табл. 65.1 ). Это могут быть крупномасштабные изменения структуры хромосом (затрагивающие миллионы нуклеотидов); к ним относят дупликации, делеции и транслокации фрагмента одной хромосомы на другую. Мутации могут затрагивать как весь геном (3 млрд пар нуклеотидов), например при триплоидии , когда появляется третий набор хромосом, так и всего один нуклеотид (делеция, вставка или замена нуклеотида). Мутации в одном или нескольких нуклеотидах называют точечными . Делеции или вставки одного или двух нуклеотидов в кодирующей области вызывают мутации со сдвигом рамки считывания , то есть они изменяют разбиение мРНК на кодоны так, что каждый следующий кодон этого гена считывается неправильно. Эти мутации меняют аминокислотную последовательность в белке и часто вызывают преждевременное окончание его синтеза, если сдвиг рамки считывания приводит к образованию терминирующего кодона . Кроме того, небольшие Делеции или вставки влияют на транскрипцию , сплайсинг или процессинг мРНК .
При замене одного нуклеотида в кодирующей области возможны следующие точечные мутации :
- несмысловая мутация (около 23% случайных замен нуклеотидов в кодирующих последовательностях), при которой замена нуклеотида в ДНК и соответствующее изменение кодона мРНК не приводит к изменению последовательности аминокислот в молекуле белка (например, замена кодона УУУ на кодон УУЦ, который тоже соответствует фенилаланину);
- миссенс-мутация (примерно 73% случайных замен нуклеотидов в кодирующих последовательностях), при которой замена нуклеотидов в ДНК и соответствующее изменение кодона мРНК приводит к замене одной из аминокислот в молекуле белка (например, появление кодона лейцина УУА вместо кодона фенилаланина УУУ), и
- нонсенс-мутация (примерно 4% случайных замен нуклеотидов в кодирующих последовательностях), при которых замена нуклеотида превращает кодон в один из терминирующих кодонов (например, появление терминирующего кодона УАА вместо кодона тирозина УАУ).
Изредка замена нуклеотида в кодирующей области изменяет сплайсинг транскрипта, либо образуя скрытый сайт сплайсинга, либо нарушая функцию нормального сайта сплайсинга.
Для обозначения мутаций обычно используют однобуквенный аминокислотный код, например: R560T означает замену аргинина (R) на треонин (Т) в положении 560, G542X - замену глицина (G) на терминирующий кодон в положении 542, а дельтаF508 - отсутствие фенилаланина (F) в положении 508.
Смотрите также:
