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Quanto è terribile il segnale di arresto improvviso nel gene?
Nella genetica, una mutazione insignificante è una mutazione punto che provoca la comparsa di codoni insignificanti nella sequenza del DNA, formando così codoni di arresto prematuri nell'mRNA trascritto, con conseguente funzione incompleta e potenzialmente perdita del prodotto proteico sintetico.Sebbene le mutazioni insignificanti siano spesso considerate dannose, i loro effetti funzionali dipendono da più fattori, come la posizione del codone di arresto nel DNA codificato.
Ad esempio, l'effetto di una mutazione insignificante dipende dalla distanza relativa tra la mutazione e il codone di arresto originale e dall'estensione del suo effetto sulla sottostruttura funzionale della proteina.
Circa il 10% dei pazienti che affrontano malattie genetiche comporta mutazioni insignificanti.Queste mutazioni possono causare una varietà di malattie, tra cui la distrofia muscolare di Duchenne, la fibrosi cistica, l'atrofia muscolare spinale, il cancro, le malattie metaboliche e le malattie neurologiche.L'incidenza di mutazioni insignificanti in diversi geni e tessuti varia, ma il silenziamento genico del fertilizzante si verifica in ogni paziente con mutazioni insignificanti.
Esempio semplice di mutazioni insignificanti
Ad esempio, supponiamo di avere la seguente sequenza di DNA:
DNA: 5′ - ATG ACT CAC CGA GCG CGA AGC TGA - 3 ′ mRNA: 5′ - AUG ACU CAC CGA GCG CGA AGC UGA - 3 ′ Proteina: n - met thr il suo arg Arg Ser Stop - C
Come mostrato sopra, questa sequenza di DNA viene infine trascritta in mRNA e quindi tradotta in una sequenza di aminoacidi e il codone di arresto finale significa che la traduzione viene terminata qui.
possibili risultati di mutazioni insignificanti
mutazioni pericolose insignificanti
Risultati drogati sono i risultati più comuni di mutazioni insignificanti che riducono l'adattabilità complessiva e il successo riproduttivo dell'organismo.Mutazioni insensate possono portare a difetti strutturali o funzionali nel gene che codifica la proteina, causando interferenza alla biologia cellulare.Questo ha il potenziale per avere un impatto negativo sulla sopravvivenza.
Mutazione senza insignificità neutra
Quando l'effetto di mutazioni insignificanti non è ovvio, la chiamiamo una mutazione neutra.Ciò indica che la mutazione non ha causato cambiamenti significativi nell'organismo.
Ad esempio, se la mutazione si verifica prima del codone di arresto originale, il suo effetto può essere piccolo, poiché i cambiamenti nell'amminoacido non influenzano la struttura o la funzione complessive.
mutazioni davvero insignificanti
Mutazioni davvero insignificanti che sono benefiche sono rare, il che può migliorare l'adattabilità complessiva e il tasso di successo riproduttivo dell'organismo.Sebbene i benefici della prima introduzione dei codoni di arresto non siano inclini a verificarsi, in alcuni casi, mutazioni insignificanti possono ridurre la funzione delle proteine dannose e migliorare la salute.
metodi per inibire le mutazioni insensate
degradazione dell'mRNA mediata senza insensate
Molti organismi consentono percorsi di degradazione dell'mRNA mediati insignificanti, il che significa che l'mRNA che trasporta mutazioni insignificanti verrà degradato prima di essere tradotto in peptidi non funzionali.
Inibizione di tRNA
Un altro modo per inibire l'effetto di mutazioni insignificanti si ottiene cambiando il tRNA dell'mRNA di lettura.Questi tRNA sono chiamati tRNA inibitori e sono in grado di eseguire un accoppiamento flessibile per identificare i codoni di arresto insignificanti, continuando così a tradurre le proteine.
mutazioni comuni insignificanti associate alla malattia
Mutazioni insensate rappresentano circa il 20% delle sostituzioni di singoli nucleotidi, che di solito portano a una diminuzione della quantità di proteina a lunghezza intera.Molte malattie associate a mutazioni insignificanti includono fibrosi cistica, beta-talassemia e sindrome da Hurler.
Ad esempio, la mutazione G542X della fibrosi cistica è causata da una mutazione insignificante.Queste mutazioni influenzano la funzione dei tessuti o dei sistemi di organi, portando alla produzione di varie malattie.
Strategie tattiche per le malattie di mutazione non senso
Per le malattie causate da mutazioni insignificanti, i ricercatori stanno sviluppando trattamenti e metodi progettati per simulare le funzioni wild-type, tra cui la riduzione dell'efficienza NMD e la promozione della lettura del codone di arresto durante la traduzione.Una varietà di trattamenti, come il metodo di sostituzione sintetico a singolo nucleotide che inibisce TRNA e CRISPR-Cas9, hanno mostrato potenziale nei modelli animali.
Tuttavia, l'efficacia dei farmaci approvati sul mercato come Ataluren (Translarna) su alcune malattie come la distrofia muscolare di Duchenne è stata confermata, ma i suoi studi clinici sulla fibrosi cistica non hanno ancora raggiunto il suo endpoint primario.
Le conseguenze e i potenziali trattamenti di mutazioni insignificanti ci hanno fatto riflettere: quante potenziali mutazioni nei nostri geni influenzeranno la nostra salute e il nostro futuro?
