Mutace

Z WikiSkript

Poškození molekuly DNA UV zářením

Mutace je změna genetické informace. Způsobují ji různé vlivy – nejčastěji se za mutageny považují:

  • fyzikální faktory (UV a ionizující záření);
  • chemické faktory (např. planární aromatické sloučeniny, silná oxidans, radikálové iniciátory);
  • biologické faktory (virové infekce atp.).

Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech genomu k mutacím dochází častěji a jsou označované jako hot-spots.

Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé vrozené vady nebo neoplazie. Je ovšem zároveň považována za jeden z mechanismů evoluce.

Vzniku mutací zabraňují reparační procesy DNA, případně tzv. zpětné mutace. Ke zvýšené incidenci mutací dochází při defektu v genech kódujících reparační enzymy (mutátorové geny), což je podkladem různých chorob (např. Fanconiho pancytopenie, xeroderma pigmentosum, Cockaynův syndrom).

Rozdělení mutací[upravit | editovat zdroj]

Podle buněčné linie, která je mutací postižena:[upravit | editovat zdroj]
  • somatické mutace — mutace, které nejsou zděděny od rodičů a nemohou být předány potomkům (nepostihují pohlavní buňky);
Mutace v genu p53 v buňce střevního adenomu, způsobující jeho přechod do kolorektálního karcinomu.
  • mutace zárodečných buněk (zarodečné, germline mutace) — mutace, které mohou být zděděny od rodičů a mohou být předány potomkům (postihují pohlavní buňky)
Mutace v genu APC pohlavní buňky, způsobující familiární adenomatózní polypózu.
Podle oblasti genomu a projevu:[upravit | editovat zdroj]
  • kódující oblasti — většinou způsobí patologii, podle toho, k jaké změně došlo (viz níže);
  • nekódující oblasti — většinou se neprojeví a jedná se o tzv. tiché mutace, pokud ke změně nedošlo v následujících nekódujících oblastech:
  • kryptické mutace — v oblastech velmi podobných místům sestřihu.
Druhy chromosomových mutací.
Podle změny genetické informace:[upravit | editovat zdroj]
  • bodové mutace — změna v jednom nukleotidu: může se jednat o:
  1. deleci,
  2. inzerci,
  3. substituci:
    1. tranzice — změna purinu na purin nebo pyrimidinu na pyrimidin (C → T, T → C, A → G, G → A);
    2. transverze — změna purinu na pyrimidin nebo naopak (A → T, T → A, C → A, A → C, G → T, T → G, G → C, C → G).
  • projevy se odvíjejí od toho, jestli kodon se zaměněnou bází kóduje aminokyselinu stejnou, jinou, nebo žádnou:
  1. samesense (silent) — jedná se o tzv. tichou mutaci (je zařazena stejná aminokyselina);
  2. missense — zařadí se jiná aminokyselina a může tak být změněna až znemožněna funkce genového produktu;
  3. nonsense — substituce zapříčiní vznik nového stop kodonu a tím kratšího genového produktu, jenž bude pravděpodobně nefunkční.


K bodovým mutacím je nejnáchylnější cytosin, který snadno podléhá zejména spontánní deaminaci na uracil. Polymerázy jej pak chybně čtou jako T, takže dochází k tranzici C·G páru za T·A pár, a zapojení opravných mechanismů může vést i k jiným typům změn. Poločas cytosinu může být za určitých podmínek kolem 19 dní. Ostatní báze jsou mnohem stabilnější, jejich poločas se pohybuje kolem jednoho roku.[1]


  • mutace rozsáhlejších oblastí:
    • delece — způsobí, že bude ve výsledném proteinu méně aminokyselin. Zároveň, pokud počet deletovaných nukleotidů není násobek tří, dochází k frameshiftu – s velkou pravděpodobností se v blízkém okolí vyskytne nově vzniklý stop kodon a protein bude nejspíše nefunkční;
    • inzerce — do výsledného proteinu se zařadí více aminokyselin, obdobně jako u delece může docházet k frameshiftu;
    • jiné strukturní chromosomové aberace.
  • chromozomové - změna struktury chromozomů (chromozomové aberace),
  • genomové - změna počtu chromozomů.
Příklady klinicky významných mutací



Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Související články[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • SOUKUPOVÁ, Milena a František SOUKUP. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 1997. 86 s. s. 63 – 66. ISBN 80-7184-581-7.

Reference[upravit | editovat zdroj]

  1. GAUDELLI, Nicole M., Alexis C. KOMOR a Holly A. REES. Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage. Nature. 2017, roč. 7681, vol. 551, s. 464-471, ISSN 0028-0836. DOI: 10.1038/nature24644.