0000009(2)

GENETYKA

a) mutacje milczące (ang. somcscnsc) — zmiana jednej zasady w inną może akurat „wy-paść” w trzeciej literze danej trójki. Jeśli więc nowo powstała trójka jest synonimiczna z wyjściową, to jej znaczenie nie ulegnie zmianie! W ten sposób sekwencja aminokwasów w białku też nie ulegnie żadnej zmianie (stąd określenie: milczące mutacje):

l>) mutacje nonsensowne (ang. nonsense) - zmiana jednej zasady w trójce kodującej może zmienić ją w trójkę nonsensowną (kodon STOP). Przykładowo podstawienie pierwszej zasady w trójce AAA kodującej lizynę przez U daje trójkę nonsensowną UAA. Tak więc w miejscu mutacji powstał sygnał STOP i dalsza biosynteza polipeptydu nie będzie możliwa. Jeśli taka „mikrozmiana" zablokuje możliwość /-syntetyzowania białka o podstawowym znaczeniu dla ustroju, te* wywoła efekt letalny (chociaż nie jest to reguła, już choćby dlatego, że np. diplonty mają podwójne genomy):

c) mutacje zmiany sensu (ang. missens) zmiana jednej zasady w trójce kodującej może zmienić ją w inną trójkę sensowną. Efekt takiej zmiany może być bardzo różny. Wiesz np., że podobne aminokwasy mają zbliżone kodony. Często w ięc zamiana jednego aminokwasu hydrofobowego prowadzi do podstawienia innego, także hydrofobowego itd. (najczęściej ma to miejsce, gdy zmianie ulegnie druga litera kodonu). Przykładowo — podstawienie drugiej zasady w trójce ALT kodującej izolcucynę. przez G, daje trójkę seryny AGC. lak więc w miejscu mutacji wstawiony zostanie inny aminokwas, ale dalsza biosynteza polipeptydu będzie możliwa (por. Ryc. 110 A z Ryc. 110 13):

A T G C C G G T T A T C C A C G C C T T TA G GT A A TACGOCCAATAGGTGCGGA AATCCATT

A T G.C C G G T T A G C C A CG C C T T T A G G T A A    zmutowane

TACGG CC A AT (g GG T G^CGG A AATCCATT    DNA

AUGCCGGUUAGCCACGCCUUUAGGUAA mRNA

......Met — Pro-Val — Ser-His — Ala-Phc-Arg — STOP białko

Ryc. 110 B. Schemat ekspresji pewnego odcinka DNA wykazującego Mad m postna substytucji, {‘owsianie innego kodo-nu powoduje, ze w miejscu mutacji włączany jest tnnv aminokwas — mutacja missens (porównaj z Ry'C- 1W

A).

Jeśli taka zamiana zaszła w części łańcucha polipeptydowego o mało ważnej roli. może wpłynąć jedynie nieznacznie na funkcje tego białka (lub wcale). Czasem jednak skutki są znacznie poważniejsze — por. później ROZDZ: 9 — anemia sierpowata. W ten sposób powstają też nowe białka, co ma istotne znaczenie w ewolucji organizmów (o tym w BIOLOGII OGÓLNEJ).

B) mutacje wynikające z utraty bądź wstawienia nuklcotydu. W pierwszym przypadku mówimy o delecji pary lub większej liczby par nuklcotydów DNA (por. Ryc. 109). W drugim o inser-

cji pary lub większej liczby par nukleotydów DNA (rzadziej o addycji). Z uwagi na sposób odczytu informacji genetycznej (przypomnij sobie reguły kodu genetycznego), opuszczenie (albo dodanie) pojedynczego nukleotydu zmienia ramkę odczytu od miejsca zmiany aż do końca sekwencji kodującej (stąd określenie - mutacje typu frnmcshitt). Inaczej mówiąc, poczynając od miejsca defektu wszystkie trójki zmieniają swój układ. Skutek jest np. taki. że:

a) polipoptyd jest syntetyzowany, ale za miejscem zmiany włączane są zupełnie inne aminokwasy. Ostatecznie powstaje inne białko — najczęściej zupełnie bezużyteczne (por. Ryc. 110 A z Ryc. 110 C). Można więc uznać to za mutację typu missens:

T

ATCCCGGT ATCCACGCCTTTAGGT AA ^.

T    A C G GCCAA    T    A G G T G CGG A A ATCCATT

A    T G    C C G G T A    T    C C A C G C CTTTAGG T A A    zmutowane

T A CG G CC A T A G G T G C G G AAATCC A T T_    DNA

Sg

w

A    i: G    C C G G V A    U    (' C A C G C C U U U A G G U A A    RN A

......Mci — Pro — Val —    Ser — Thr — Pro — Lcu — Gly —    białko

Ryc. I fO C. Sclicmal ekspresji pewnego odcinka DNA wykazującego błąd w postaci delecji jednej pary nukleotydów.

Przesunięcie ramki odczytu » t\m przypadku powoduje, ze syntetyzowane jest inne budko — mutacja missens (porównaj to z Ryc. 110 A).

b) połipeptyd jest syntetyzowany i za miejscem zmiany włączane są zupełnie inne aminokwasy. Do tego któraś z kolejnych, „nowo powstałych” trójek jest sygnałem S TOP (trójką nonsensowną). Tak w ięc synteza peptydu zostanie w tym miejscu przerwana, a produkt krótki łańcuch peptydowy nic będzie spełniał żadnej funkcji biologicznej (por. Ryc. 110 A z Ryc. 110 D). Można więc uznać to za mutację typu nonsense.

UWAGA: 1. Opisywanie zmiany trójek kodu jako np. przejścia AAA lizyny w UAA —> S TOP jest skrótem myślowym. W rzeczywistości mutacjom ulegają nukleotydy DNA. Tak naprawdę substytucja dająca w mRNA trójkę UAA polega na tym. że zmianie ulega trójka pasma kodującego DNA o sekwencji TTT (ściślej mówiąc, najprawdopodobniej doszło do transwersji, która zmieniła ..pierwsze" T na A).

2.    Mutacje ze zmianą trzech lub w ielokrotności trzech par nukleotydów nic przesuwają ramki odczytu. Skutki ograniczają się więc do miejsca samej mutacji (tak jak w substytucji). Dla białka może to jednak oznaczać utratę funkcjonalności!)

3.    Mutacje zachodzące np. w genach kodujących tRNA (tzw. supresorowc) oraz w odcinkach wyznacznikowych (w promotorach, enhancerach itp) zostały pominięte. Ana-

181