20. Co to są  mutacje punktowe i w jaki sposób wpływają na funkcję genu.

Mutacje są to zmiany normalnej sekwencji DNA organizmu spowodowane działaniem czynników chemicznych i fizycznych lub błędami w replikacji DNA. Mutacje punktowe dotyczą zmiany pojedynczej zasady.

Mutacje substytucyjne zmieniają pojedynczy aminokwas. Wyróżniamy:

- tranzycje, czyli zmiany jednej zasady purynowej na drugą purynową lub zasady pirymidynowej na pirymidynową( tymina↔cytozyna, guanina↔adenina)

- transwersje zmiany zasady purynowej na pirymidynową lub odwrotnie.

W czasie replikacji może dojść do wstawienia (insercji) lub pominięcia (delecji) jednego lub kilku nukleotydów.

Mutacje punktowe mają różny wpływ na funkcję genu.

Substytucje powodują zmianę sekwencji kodonu, co(z wyjątkiem mutacji cichych) prowadzi do zmiany sensu kodonu i w konsekwencji do zmiany w sekwencji aminokwasowej białka.

Podstawienia mogą powodować mutacje:

• ciche mutacje (synonimiczne)- nowy kodon koduje taki sam aminokwas, powstaje nie zmieniony produkt genu; mutacja taka nie wpływa na funkcję genu.

• zmiany sensu (niesynonimiczna) - nowy kodon koduje inny aminokwas; w białku zostaje zamieniony aminokwa, często taka zmiana jest tolerowana, jeśli nie ma wpływu na jego funkcję, jednak zmiany aminokwasów w centrum aktywnym białka poważnie upośledzają jego funkcjonowanie;

• mutacje nonsens - kodon kodujący zostaje zamieniony na kodon terminacyjny, co powoduje zatrzymanie translacji i skrócenie produktu genu; w zależności od miejsca pojawienia się kodonu terminacyjnego łańcuch polipeptydowy może być dłuższy lub krótszy, z reguły efekt jest drastyczny, gdyż białko traci swoją funkcję

• mutacje kodonu terminacyjnego - zmiana kodonu terminacyjnego na kodon kodujący aminokwas; powoduje pominięcie sygnału terminacji translacji i wydłużenie końca C polipeptydu- niewielkie wydłużenie łańcucha nie powoduje większych zaburzeń funkcji polipeptydu, lecz znaczne może wpływać na jego fałdowanie.

Delecje i insercje- zmiany w liczbie nukleotydów (wstawienie lub wypadnięcie liczby nukleotydów niepodzielnej przez 3) prowadzą do mutacji typu zmiany ramki odczytu, co powoduje wbudowanie w polipeptyd innych niż pierwotnie aminokwasów lub pojawienie się kodonu STOP i przedwczesną terminację translacji. Zmutowany gen koduje więc albo skrócony polipeptyd, albo polipeptyd o mniej lub bardziej zmienionej sekwencji aminokwasów. Skutkiem takich zmian może być nawet całkowita utrata funkcji białka.