Виды мутаций

Точечные мутацииили мутации замены оснований приводят к изменению состава аминокислот, а не количества аминокислот в белке.

• транзиции – замена пуриновых оснований на пуриновые, а пиримидиновых на пиримидиновые.

А Г Ц Т

• трансверсии – замена пуриновых оснований на пиримидиновые и наоборот.

А Т Т А

Г Ц Ц Г

В результате точечных мутаций имеет место миссенс-эффект, когда одна аминокислота вследствие замены нуклеотида замещается другой аминокислотой. Такая аминокислотная замена может быть приемлемой, частично приемлемой и неприемлемой в отношении функции данного белка. Если замена приходится на третий нуклеотид кодона, то вследствие вырожденности генетического кода, аминокислотная последовательность остается неизменной либо замененная аминокислота находится в участке белка, не имеющем функционального значения и мутация никак не проявляется. Такая мутация называется молчащая или приемлемая, так как функция белка не изменяется. Например, в молекуле гемоглобина Хикари, кодон ААА или ААГ изменен однонуклеотидной трансверсией на ААУ или ААЦ, что вызывает замену лизина в 61 положении –цепи на аспарагин. Подобная замена не сказывается на нормальной функции гемоглобина.

Частично приемлемые миссенс-мутации можно рассмотреть на примере серповидноклеточной анемии. Миссенс-мутация в 6-м кодоне  - цепи гемоглобина приводит к замене глутаминовой кислоты на валин (вместо кодонов ГАА или ГАГ образуются кодоны ГУА или ГУГ). Измененный гемоглобин связывает и высвобождает кислород, но после отдачи кислорода в тканях гемоглобин превращается в плохо растворимую форму и выкристализовывается в эритроцитах, вызывая их деформацию – образование серповидных форм.

Неприемлемые миссенс-мутации приводят к образованию полностью нефункционального белка. Например замена первого нуклеотида кодона ЦАУ на УАУ или ЦАЦ на УАЦ в гене гемоглобина приводит к тому, что ион Fe²⁺ входящий в состав гема окисляется до Fe³⁺ и гемоглобин переходит в мет –форму. Метгемоглобин не способен переносить кислород.

Некоторые точечные мутации могут приводить к нонсенс-эффекту, в результате которого возникает стоп-кодон, что приводит к преждевременной терминации или к удлинению трансляции. Замена триплета в терминирующем кодоне УАА на ЦАА приводит к продолжению трансляции и синтезируется - цепь гемоглобина, который в своем составе имеет дополнительную 31 аминокислоту.

Мутации сдвига рамки считывания. Вызываются делециями (исчезновение нуклеотидов) или вставками нуклеотидов (инсерция) в последовательность гена. Интеркаляторы встраиваются между соседними парами оснований, в результате в ДНК появляется лишнее основание. В ходе репликации такой измененной цепи ДНК в дочернюю цепь встраивается дополнительный нуклеотид. В результате однонуклеотидной делеции или вставки считываемая информация

полностью искажается и это приводит к синтезу измененного белка.

Если дилетированы три или кратное трем число нуклеотидов, то в молекуле белка будет отсутствовать определенное количество аминокислот, а вся остальная аминокислотная последовательность будет соответствовать исходной молекуле белка.