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Wie schrecklich ist das plötzliche Stoppsignal im Gen?
In der Genetik ist eine bedeutungslose Mutation eine Punktmutation, die das Auftreten bedeutungsloser Codons in der DNA -Sequenz verursacht und so vorzeitige Stoppcodons in der transkribierten mRNA bildet, was zu einer unvollständigen und möglicherweise verlorenen Funktion des synthetischen Proteinprodukts führt.Obwohl bedeutungslose Mutationen oft als schädlich angesehen werden, hängen ihre funktionellen Effekte von mehreren Faktoren ab, wie der Position des Stoppcodons in der codierten DNA.
Zum Beispiel hängt die Wirkung einer bedeutungslosen Mutation vom relativen Abstand zwischen der Mutation und dem ursprünglichen Stoppcodon und dem Ausmaß seiner Wirkung auf die funktionelle Substruktur des Proteins ab.
Etwa 10% der Patienten mit genetischen Erkrankungen beinhalten bedeutungslose Mutationen.Diese Mutationen können eine Vielzahl von Krankheiten verursachen, einschließlich Duchenne -Muskeldystrophie, Mukoviszidose, muskulärer Atrophie der Wirbelsäulen, Krebs, Stoffwechselerkrankungen und neurologischen Erkrankungen.Die Inzidenz bedeutungsloser Mutationen in verschiedenen Genen und Geweben variiert, aber bei jedem Patienten mit bedeutungslosen Mutationen tritt das Dünger -Gen -Stummschalt auf.
Einfaches Beispiel für bedeutungslose Mutationen
Angenommen, wir haben die folgende DNA -Sequenz:
DNA: 5' -ATG ACT CAC CGA GCG CGA AGC TGA - 3 ' mRNA: 5' -Aug ACU CAC CGA GCG CGA AGC UGA - 3 ' Protein: n - met thr und sein Arg ala arg ser Stopp - C.
Wie oben gezeigt, wird diese DNA -Sequenz schließlich in mRNA transkribiert und dann in eine Aminosäuresequenz übersetzt, und das endgültige Stop -Codon bedeutet, dass die Translation hier beendet wird.
mögliche Ergebnisse bedeutungsloser Mutationen
gefährliche bedeutungslose Mutationen
Drogenergebnisse sind die häufigsten Ergebnisse bedeutungsloser Mutationen, die den Gesamtanpassungsfähigkeit und den Fortpflanzungserfolg des Organismus verringern.Sinnlose Mutationen können zu strukturellen oder funktionellen Defekten im Gen führen, die das Protein codieren, was zu einer Störung der zellulären Biologie führt.Dies hat das Potenzial, sich negativ auf das Überleben auswirken.
neutrale bedeutungslose Mutation
Wenn die Wirkung bedeutungsloser Mutationen nicht offensichtlich ist, nennen wir es eine neutrale Mutation.Dies weist darauf hin, dass die Mutation keine signifikanten Veränderungen im Organismus verursachte.
Beispielsweise kann sein Effekt gering sein, wenn die Mutation vor dem ursprünglichen Stoppcodon auftritt, da die Änderungen in der Aminosäure nicht die Gesamtstruktur oder -funktion beeinflussen.
wirklich bedeutungslose Mutationen
wirklich bedeutungslose Mutationen, die vorteilhaft sind, sind selten, was die allgemeine Anpassungsfähigkeit und die Fortpflanzungserfolgsrate des Organismus verbessern kann.Obwohl die Vorteile einer frühzeitigen Einführung von Stoppcodons nicht anfällig für eintreten, können in einigen Fällen bedeutungslose Mutationen die Funktion schädlicher Proteine verringern und die Gesundheit verbessern.
Methoden zur Hemmung sinnloser Mutationen
sinnlose vermittelte mRNA -Abbau
Viele Organismen ermöglichen bedeutungslose vermittelte mRNA-Abbauwege, was bedeutet, dass mRNA, die bedeutungslose Mutationen tragen, abgebaut werden, bevor sie in nicht funktionale Peptide übersetzt werden.
Hemmung von tRNA
Eine andere Möglichkeit, die Wirkung bedeutungsloser Mutationen zu hemmen, wird durch Veränderung der tRNA der Lese -mRNA erreicht.Diese TRNAs werden als inhibitorische TRNAs bezeichnet und können eine flexible Paarung durchführen, um bedeutungslose Stop -Codons zu identifizieren und so Proteine weiter zu übersetzen.
Häufige bedeutungslose Mutationen, die mit Krankheit assoziiert sind
sinnlose Mutationen machen etwa 20% der einzelnen Nukleotidersatze aus, was normalerweise zu einer Abnahme der Menge an Protein in voller Länge führt.Viele mit bedeutungslose Mutationen verbundene Krankheiten umfassen Mukoviszidose, Beta-Thalassämie und Hurler-Syndrom.
Zum Beispiel wird die G542X -Mutation der Mukoviszidose durch eine bedeutungslose Mutation verursacht.Diese Mutationen beeinflussen die Funktion von Geweben oder Organsystemen, was zur Herstellung verschiedener Krankheiten führt.
Taktische Strategien für Nicht-Sense-Mutationserkrankungen
Für Krankheiten, die durch bedeutungslose Mutationen verursacht werden, entwickeln Forscher Behandlungen und Methoden, um Wildtyp-Funktionen zu simulieren, einschließlich der Reduzierung der NMD-Effizienz und der Förderung des Stop-Codon-Lesens während der Übersetzung.Eine Vielzahl von Behandlungen, wie die synthetische Einzelnukleotidersatzmethode, die tRNA und CRISPR-Cas9 hemmt, haben in Tiermodellen ein Potential gezeigt.
Die Wirksamkeit von zugelassenen Arzneimitteln auf dem Markt wie Ataluren (Translarna) gegenüber bestimmten Krankheiten wie Duchenne -Muskeldystrophie wurde jedoch bestätigt, aber seine klinischen Studien zur Mukoviszidose haben ihren primären Endpunkt noch nicht erreicht.
Die Folgen und potenziellen Behandlungen bedeutungsloser Mutationen haben uns zum Nachdenken veranlasst: Wie viele potenzielle Mutationen in unseren Genen werden unsere Gesundheit und Zukunft beeinflussen?
