Mutace: Porovnání verzí
Z WikiSkript
| Řádek 2: | Řádek 2: | ||
[[Soubor:DNA UV mutation.svg|náhled|Poškození molekuly [[DNA (nukleová kyselina)|DNA]] UV zářením]] | [[Soubor:DNA UV mutation.svg|náhled|Poškození molekuly [[DNA (nukleová kyselina)|DNA]] UV zářením]] | ||
'''Mutace''' je '''změna genetické informace'''. Způsobují ji různé vlivy – nejčastěji se za mutageny považují: | '''Mutace''' je '''změna genetické informace'''. Způsobují ji různé vlivy – nejčastěji se za mutageny považují: | ||
* '''fyzikální faktory''' (UV a ionizující záření); | * '''fyzikální faktory''' ([[Ultrafialové záření (biofyzika)|UV]] a [[ionizující záření]]); | ||
* '''chemické faktory''' (např. planární aromatické sloučeniny, silná oxidans, radikálové iniciátory); | * '''chemické faktory''' (např. planární aromatické sloučeniny, silná oxidans, radikálové iniciátory); | ||
* '''biologické faktory''' (virové infekce atp.). | * '''biologické faktory''' ([[Virové infekce nervového systému|virové infekce]] atp.). | ||
Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech [[genom]]u k mutacím dochází častěji a jsou označované jako '''hot-spots'''. | Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech [[genom]]u k mutacím dochází častěji a jsou označované jako '''hot-spots'''. | ||
| Řádek 10: | Řádek 10: | ||
Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé [[vrozené vady]] nebo [[Nádory|neoplazie]]. Je ovšem zároveň považována za jeden z mechanismů [[evoluce]]. | Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé [[vrozené vady]] nebo [[Nádory|neoplazie]]. 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 anémie|Fanconiho pancytopenie]], [[xeroderma pigmentosum]], [[Cockaynův syndrom]]). | Vzniku mutací zabraňují [[reparační procesy DNA]], případně tzv. '''zpětné mutace'''. Ke zvýšené incidenci mutací dochází při defektu v [[gen|genech]] kódujících reparační enzymy (mutátorové geny), což je podkladem různých chorob (např. [[Fanconiho anémie|Fanconiho pancytopenie]], [[xeroderma pigmentosum]], [[Cockaynův syndrom]]). | ||
== Rozdělení mutací == | == Rozdělení mutací == | ||
Podle buněčné linie, která je mutací postižena: | 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 [[apoptóza|apoptózy]], případně vzniku neoplázie; | * '''somatické mutace''' — v případě, že se projeví, jsou příčinou špatně fungující buňky, což může vést až ke spuštění procesu [[apoptóza|apoptózy]], případně vzniku neoplázie; | ||
* '''mutace zárodečných buněk''' — v případě, že se projeví, mohou způsobit spontánní potrat nebo [[vrozené vývojové vady|vrozené vady]]. | * '''mutace zárodečných buněk''' — v případě, že se projeví, mohou způsobit [[potrat|spontánní potrat]] nebo [[vrozené vývojové vady|vrozené vady]]. | ||
Podle oblasti genomu a projevu: | Podle oblasti genomu a projevu: | ||
* '''kódující oblasti''' — většinou způsobí patologii, podle toho, k jaké změně došlo (viz níže); | * '''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 následujících nekódujících oblastech: | * '''nekódující oblasti''' — většinou se neprojeví a jedná se o tzv. '''tiché''' mutace, pokud ke změně nedošlo v následujících nekódujících oblastech: | ||
:* [[promotor]]y, [[Transkripce|enhancery]] a | :* [[promotor]]y, [[Transkripce|enhancery]] a silencery — ovlivňují expresi genu; nesprávná exprese [[(Proto)onkogeny|protoonkogenů]] a [[Tumor supresorové geny|onkosupresorových genů]] je pak příčinou [[Charakteristika nádorového bujení|nádorového bujení]]; | ||
:* [[introny]] — může docházet k tzv. exonizaci intronu a pak se jedná o '''sestřihové''' mutace; speciálně se vyčleňují. | :* [[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. | * '''kryptické''' mutace — v oblastech velmi podobných místům sestřihu. | ||
| Řádek 29: | Řádek 29: | ||
:* ''inzerci'' (taktéž), | :* ''inzerci'' (taktéž), | ||
:* ''substituci'': | :* ''substituci'': | ||
:*# '''tranzice''' — změna | :*# '''tranzice''' — změna purinu na purin nebo [[pyrimidin]]u na pyrimidin (C → T, T → C, A → G, G → A); | ||
:*# '''transverze''' — změna purinu na pyrimidin nebo naopak (A → T, T → A, C → A, A → C, G → T, T → G, G → C, C → G). | :*# '''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 [[Genetický kód|kodon]] se zaměněnou bází kóduje [[aminokyselina|aminokyselinu]] stejnou, jinou, nebo žádnou: | ::* projevy se odvíjejí od toho, jestli [[Genetický kód|kodon]] se zaměněnou bází kóduje [[aminokyselina|aminokyselinu]] stejnou, jinou, nebo žádnou: | ||
| Řádek 57: | Řádek 57: | ||
* mutace rozsáhlejších oblastí: | * 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 [[Kodony (tabulka)|kodon]] a protein bude nejspíše nefunkční; | ** '''delece''' — způsobí, že bude ve výsledném [[Bílkoviny (1. LF UK, NT)|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 [[Kodony (tabulka)|kodon]] a protein bude nejspíše nefunkční; | ||
** '''inzerce''' — do výsledného proteinu se zařadí více aminokyselin, obdobně jako u delece může docházet k '''frameshiftu'''; | ** '''inzerce''' — do výsledného proteinu se zařadí více aminokyselin, obdobně jako u delece může docházet k '''frameshiftu'''; | ||
** '''jiné''' [[strukturní chromosomové aberace]]. | ** '''jiné''' [[strukturní chromosomové aberace]]. | ||
Verze z 4. 11. 2018, 21:21
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 neoplazie. 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, Cockaynův syndrom).
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 následujících 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.
Podle změny genetické informace:
- bodové mutace — změna v jednom nukleotidu: může se jednat o:
- deleci (analogické mutacím rozsáhlejších oblastí),
- inzerci (taktéž),
- substituci:
- tranzice — změna purinu na purin nebo pyrimidinu na pyrimidin (C → T, T → C, A → G, G → A);
- 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:
- samesense (silent) — jedná se o tzv. tichou mutaci (je zařazena stejná aminokyselina);
- missense — zařadí se jiná aminokyselina a může tak být změněna až znemožněna funkce genového produktu;
- nonsense — substituce zapříčiní vznik nového stop kodonu a tím kratšího genového produktu, jenž bude pravděpodobně nefunkční.
K bodovým mutacím je nejnáchylnější cytosin, který snadno podléhá zejména spontánní deaminaci na uracil. Polymerázy jej pak chybně čtou jako T, takže dochází k tranzici C·G páru za T·A pár, a zapojení opravných mechanismů může vést i k jiným typům změn. Poločas cytosinu může být za určitých podmínek kolem 19 dní. Ostatní báze jsou mnohem stabilnější, jejich poločas se pohybuje kolem jednoho roku.[1]
- 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.
 | Článek neobsahuje vše, co by měl. | |||
| Můžete se přidat k jeho autorům a doplnit jej. | ||||
| O vhodných změnách se lze poradit v diskusi. | ||||
Odkazy
Související články
- Mutačně-selekční rovnováha
- Nádory
- Apoptóza
- Dynamické mutace
- Evoluce
- Vrozené vady
- (Proto)onkogeny
- Onkosupresorové geny
- Mutátorové geny
- Fanconiho pancytopenie
- Xeroderma pigmentosum
- Chromozomální abnormality
- Genetický kód
Použitá literatura
- SOUKUPOVÁ, Milena a František SOUKUP. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 1997. 86 s. s. 63 – 66. ISBN 80-7184-581-7.
Reference
- ↑ GAUDELLI, Nicole M., Alexis C. KOMOR a Holly A. REES. Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage. Nature. 2017, roč. 7681, vol. 551, s. 464-471, ISSN 0028-0836. DOI: 10.1038/nature24644.
