Pontmutáció

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2017. október 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Pontmutáció  - egyfajta mutáció a DNS -ben vagy RNS -ben, amelyet az egyik nitrogénbázis másikkal való helyettesítése jellemez. A kifejezés egy vagy több nukleotid páronkénti szubsztitúcióira, inszerciójára vagy deléciójára is vonatkozik . A nem kódoló DNS-ben előforduló pontmutációk általában semmilyen módon nem nyilvánulnak meg. A pontmutáns olyan szervezet, amelynek genotípusában pontmutáció történt.

A pontmutációkat aszerint osztályozzuk, hogy a megváltozott nukleotid milyen hatással van a triplettre :

Bázishelyettesítési mutációk

Az átmenetek gyakrabban fordulnak elő, mint a transzverziók [3] [4] .

A bázisszubsztitúciós mutációkat célbázis szubsztitúciós mutációkra, nem célmutációkra és késleltetett mutációkra osztják.

Bázishelyettesítési célmutációk

Azokat a bázisszubsztitúciós mutációkat, amelyek a DNS- molekula károsodása ellen jelentkeznek, és képesek megállítani a DNS-szintézist, célbázis-szubsztitúciós mutációknak nevezik (a "cél" szóból) [5] [6] [7] . Bázis szubsztitúciós célmutációk eredményeznek például ciklobután pirimidin dimereket [5] [6] [7] .

Nem célbázis szubsztitúciós mutációk

Alkalmanként bázisszubsztitúciós mutációk alakulnak ki az érintetlen DNS szakaszokon . Az ilyen mutációkat nem célbázis szubsztitúciós mutációknak nevezzük [8] . A nem célbázis szubsztitúciós mutációk kialakulásának mechanizmusait a mutagenezis polimeráz és polimeráz-tautomer modelljein belül fejlesztették ki.

Késleltetett bázishelyettesítési mutációk

A bázisszubsztitúciós mutációk nem mindig jönnek létre közvetlenül a mutagénnek való kitettség után . Néha több tucat replikációs ciklus után jelennek meg . Ezt a jelenséget késleltetett mutációknak nevezik [9] . A rosszindulatú daganatok kialakulásának fő oka a genom instabilitása [10] , és a nem célpont és a késleltetett mutációk számának meredek növekedése jellemzi [11] . A késleltetett mutációk kialakulásának mechanizmusa jelenleg nem ismert.

Kereteltolási pontmutációk olvasása

A gén kereteltolási pontmutációit deléciókra és inszerciókra osztják [12] [13] .

A pontmutációk ellentétesek a komplex mutációkkal, amelyekben a DNS egy szakaszát egy eltérő hosszúságú és eltérő nukleotid-összetételű szakasz helyettesíti [14] .

Pontmutációk jelenhetnek meg a DNS-molekula olyan károsodásával szemben, amely leállíthatja a DNS-szintézist. Például az ellentétes ciklobután pirimidin dimerek. Az ilyen mutációkat célmutációknak nevezik (a "target" szóból) [15] . A ciklobután pirimidin dimerek célbázis szubsztitúciós mutációkat és célkereteltolódásos mutációkat is okoznak [16] .

Néha pontmutációk jönnek létre az úgynevezett intakt DNS-régiókon, gyakran a fotodimerek kis közelében. Az ilyen mutációkat nem célbázis-helyettesítő mutációknak vagy nem célkereteltolásos mutációknak nevezik [17] .

A pontmutációk nem mindig jönnek létre közvetlenül a mutagénnel való érintkezés után. Néha több tucat replikációs ciklus után jelennek meg. Ezt a jelenséget késleltetett mutációnak nevezik [18] . A genom instabilitása miatt, amely a rosszindulatú daganatok kialakulásának fő oka, a nem célpont és a késleltetett mutációk száma meredeken növekszik [19] .

Okok

A pontmutációk a DNS-replikáció során fellépő spontán mutációkból származhatnak . Ezek mutagének hatásából is származhatnak  , például ultraibolya vagy röntgensugárzás , magas hőmérséklet vagy vegyszerek hatására. A mutációk a károsodást tartalmazó DNS-molekula szintézise során, a DNS-replikáció, a DNS-javítás vagy a transzkripció folyamataiban jelennek meg [20] [21] .

Jelenleg számos megközelítést alkalmaznak a pontmutációk kialakulásának természetének és mechanizmusainak magyarázatára. Az általánosan elfogadott polimeráz modellen belül úgy vélik, hogy a bázisszubsztitúciós mutációk kialakulásának egyetlen oka a DNS polimerázok szórványos hibái [22] . Watson és Crick [23] a spontán mutagenezis tautomer modelljét javasolta. A spontán bázisszubsztitúciós mutációk megjelenését azzal magyarázták, hogy amikor egy DNS-molekula kapcsolatba kerül a vízmolekulákkal, a DNS-bázisok tautomer állapota megváltozhat. A bázisszubsztitúciós mutációk kialakulását a Hoogsteen párok kialakulásával magyarázták [24] . A bázisszubsztitúciós mutációk kialakulásának egyik oka az 5-metilcitozin dezaminációja [25] .

Jegyzetek

  1. ↑ Tarasov V. A. A javítás és a mutagenezis molekuláris mechanizmusai. — M.: Nauka, 1982. — 226 p.
  2. ↑ Friedberg EC, Walker GC, Siede W. DNS javítás és mutagenezis. – Washington: ASM Press, DC, 1995.
  3. ↑ Fields Virology, David M Knipe és Peter M Howley | Kiadó: Lippincott Williams & Wilkins, 2007 | ISBN 0-7817-1832-5 | 394. oldal
  4. ↑ https://www.mun.ca/biology/scarr/Transitions_vs_Transversions.html Átmeneti és transzverziós mutációk
  5. ↑ 1 2 Wang C.-I., Taylor J.-S. In vitro bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy az UV-sugárzás által kiváltott kereteltolódás és szubsztitúciós mutációk a T-pályákon egy specifikus timin-dimeren túli elrendeződés által közvetített replikáció eredménye // Biochemistry - 1992. – 31. – P. 3671–3681.
  6. ↑ 1 2 Lawrence CW, Banerjee SK, Borden A., LeClerc JE TT ciklobután dimerek inkább félrevezető, semmint nem oktató jellegű, mutagén elváltozások // Mol. Gen. Közönséges petymeg. - 1990. - 222. - P. 166-169.
  7. ↑ 1 2 LeClerc JE, Borden A., Lawrence CW A timin-timin-pirimidin-pirimidin (6-4) ultraibolya fény fototerméke erősen mutagén, és specifikusan indukálja a 3'-timin-citozin átmeneteket Escherichia coliban // Proc. Nat. Acad. sci. USA. - 1991. - 88. - P. 9685-9686.
  8. ↑ Maor-Shoshani A., Reuven NB, Tomer G., Livneh Z. A DNS polimeráz V (UmuC) általi erősen mutagén replikáció mechanikus alapot biztosít az SOS cél nélküli mutageneziséhez // Proc. Natl. Acad. sci. USA - 2000. - 97. - P. 565–570.
  9. ↑ Little JB, Gorgojo L., Vetrovs H. Letális és specifikus génmutációk késleltetett megjelenése besugárzott emlőssejtekben // Int. J. Radiat. oncol. Biol. Phys. - 1990. - 19. - P. 1425-1429.
  10. ↑ Kordyum V.I. Tumor - ahogy ma a molekuláris genetika szemszögéből látni // Biopolimerek és sejtek. - 2001. - T. 17. - S. 109-139.
  11. ↑ Niwa O. Sugárzás által kiváltott dinamikus mutációk és transzgenerációs hatások // J. Radiation Research. - 2006. - 47. - P. B25-B30.
  12. ↑ Auerbach Sh. A mutagenezis problémái. — M.: Mir, 1978. — 463 p.
  13. ↑ Friedberg EC, Walker GC, Siede W., Wood RD, Schultz RA, Ellenberger T. DNS javítás és mutagenezis. — 3. rész. Washington: ASM Press. — 2006. 2. kiadás.
  14. ↑ Levine JG, Schaaper RM, De Marini DM A pkm 101 plazmid által közvetített összetett kereteltolásos mutációk: Mutációs mechanizmusok levezetett mutációs spektrumai Salmonellában // Genetika. - 1994. - 136. - P. 731-746.
  15. ↑ Pham P., Bertram J. G., O'Donnell M., Woodgate R., Goodman MF Model for SOS-lésion-targeted mutations in Escherichia coli // Nature. - 2001. - 408. - P. 366-370.
  16. ↑ Wang C.-I., Taylor J.-S. In vitro bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy az UV-indukált kereteltolódás és a szubsztitúciós mutációk a T-pályákon egy specifikus timin-dimeren túli elrendeződés által közvetített replikáció eredménye // Biochemistry - 1992. - 31. - P. 3671-3681.
  17. ↑ Maor-Shoshani A., Reuven NB, Tomer G., Livneh Z. A DNS polimeráz V (UmuC) általi erősen mutagén replikáció mechanikus alapot biztosít az SOS cél nélküli mutageneziséhez // Proc. Natl. Acad. sci. USA - 2000. - 97. - P. 565-570.
  18. ↑ Little JB, Gorgojo L., Vetrovs H. Letális és specifikus génmutációk késleltetett megjelenése besugárzott emlőssejtekben // Int. J. Radiat. oncol. Biol. Phys. - 1990. - 19. - P. 1425-1429.
  19. ↑ Niwa O. Sugárzás által kiváltott dinamikus mutációk és transzgenerációs hatások // J. Radiation Research. - 2006. - 47. - P. B25-B30.
  20. ↑ Banerjee SK, Borden A., Christensen RB, LeClerc JE, Lawrence CW SOS-függő replikáció egyetlen transz-syn TT ciklobután dimer után eltérő mutációs spektrumot és megnövekedett hibaarányt ad a lézió utáni replikációhoz képest, indukálatlan sejtben // J .Bakteriol. - 1990. - 172. - P. 2105-2112.
  21. ↑ Jonchyk P., Fijalkowska I., Ciesla Z. A DNS polimeráz III alegységének túltermelése ellensúlyozza az Esthetician coli SOS-mutagén válaszát // Proc. Nat. Acad. sci. USA. - 1988. - 85. - R. 2124-2127.
  22. ↑ Tang M., Shen X., Frank EG, O'Donnell M., Woodgate R., Goodman MF UmuD'(2)C egy hibára hajlamos DNS polimeráz. Escherichia coli pol V, Proc. Natl. Acad. sci. USA - 1999. - 1. évf. 96. - P. 8919-8924.
  23. ↑ Watson JD, Crick FHC A DNS szerkezete // Cold Spring Harbor Symp. quant. Biol. - 1953. - 18. - P. 123-131.
  24. ↑ Poltev V. I., Shulyupina N. V., Bruskov V. I. A nukleinsavak helyes bioszintézisének molekuláris mechanizmusai. Számítógépes tanulmány a polimerázok szerepéről a szabálytalan párok kialakításában módosított bázisokkal // Molek. biol. - 1996. - 30. - S. 1284-1298.
  25. ↑ Cannistraro VJ, Taylor JS Az 5-metilcitozin dezaminációjának felgyorsítása ciklobután dimerekben G által és annak hatásai az UV-indukált C-to-T mutációs hotspotokra // J. Mol. Biol. - 2009. - 392. - P. 1145-1157.

Linkek