Mutace

Soubor:DNA UV mutace.gif

Poškození molekuly DNA UV zářením

Mutace je změna genetické informace. Způsobují ji různé vlivy – nejčastěji se za mutageny považují:

• fyzikální faktory (UV a ionizující záření)
• chemické faktory (např. planární aromatické sloučeniny, silná oxidans, radikálové iniciátory)
• biologické faktory (virové infekce atp.)

Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech genomu k mutacím dochází častěji a jsou označované jako hot-spots.

Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé vrozené vady nebo neoplasie. Je ovšem zároveň považována za jeden z mechanismů evoluce.

Vzniku mutací zabraňují reparační procesy DNA, případně tzv. zpětné mutace. Ke zvýšené incidenci mutací dochází při defektu v genech kódujících reparační enzymy (mutátorové geny), což je podkladem různých chorob (např. Fanconiho pancytopenie, xeroderma pigmentosum).

Rozdělení mutací

Podle buněčné linie, která je mutací postižena:

• somatické mutace — v případě, že se projeví, jsou příčinou špatně fungující buňky, což může vést až ke spuštění procesu apoptózy, případně vzniku neoplázie
• mutace zárodečných buněk — v případě, že se projeví, mohou způsobit spontánní potrat nebo vrozené vady

Podle oblasti genomu a projevu:

• kódující oblasti — většinou způsobí patologii, podle toho, k jaké změně došlo (viz níže)
• nekódující oblasti — většinou se neprojeví a jedná se o tzv. tiché mutace, pokud ke změně nedošlo v následující nekódujících oblastech:

• promotory, enhancery a silencery — ovlivňují expresi genu; nesprávná exprese protoonkogenů a onkosupresorových genů je pak příčinou nádorového bujení
• introny — může docházet k tzv. exonizaci intronu a pak se jedná o sestřihové mutace; speciálně se vyčleňují

• kryptické mutace — v oblastech velmi podobných místům sestřihu

Soubor:Chromosomes mutations-en.svg.png

Druhy chromosomových mutací.

Podle změny genetické informace:

• bodové mutace — změna v jednom nukleotidu: může se jednat o:

• deleci (analogické mutacím rozsáhlejších oblastí)
• inzerci (taktéž)
• substituci:
  1. tranzice — změna purinu na purin nebo pyrimidinu na pyrimidin (C → T, T → C, A → G, G → A)
  2. transverze — změna purinu na pyrimidin nebo naopak (A → T, T → A, C → A, A → C, G → T, T → G, G → C, C → G)

• projevy se odvíjejí od toho, jestli kodon se zaměněnou bází kóduje aminokyselinu stejnou, jinou, nebo žádnou:

1. samesence — jedná se o tichou mutaci
2. missence — zařadí se jiná aminokyselina a může tak být změněna až znemožněna funkce genového produktu
3. nonsence — substituce zapříčiní vznik nového stop kodonu a tím kratšího genového produktu, jenž bude pravděpodobně nefunkční

• mutace rozsáhlejších oblastí:
  • delece — způsobí, že bude ve výsledném proteinu méně aminokyselin. Zároveň, pokud počet deletovaných nukleotidů není násobek tří, dochází k frameshiftu – s velkou pravděpodobností se v blízkém okolí vyskytne nově vzniklý stop kodon a protein bude nejspíše nefunkční
  • inzerce — do výsledného proteinu se zařadí více aminokyselin, obdobně jako u delece může docházet k frameshiftu
  • jiné strukturní chromosomové aberace

Příklady klinicky významných mutací

Odkazy

Související články

• Mutačně-selekční rovnováha
• Nádory
• Apoptóza
• Evoluce
• Vrozené vady
• (Proto)onkogeny
• Onkosupresorové geny
• Mutátorové geny
• Fanconiho pancytopenie
• Xeroderma pigmentosum
• Chromozomální abnormality
• Genetický kód

Literatura

SOUKUPOVÁ, Milena a František SOUKUP. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 1997. 86 s. s. 63 - 66. ISBN 382-228-97.