Nonsense Mutation Definition
Una mutazione nonsense si verifica quando la sequenza di nucleotidi nel DNA viene modificata in un modo che interrompe la normale sequenza di aminoacidi nella proteina finale. Nel dogma centrale della biologia, il DNA viene trasposto in RNA, che viene poi tradotto in una proteina. La proteina è una particolare sequenza di aminoacidi che conferisce una particolare funzione alla cellula. La sequenza di amminoacidi determina questo ruolo dalle proprietà che contengono e dai modi in cui interagiscono.,
Nel DNA, ogni amminoacido è designato da una serie di tre nucleotidi, chiamati codoni. Ci sono circa 21 aminoacidi che possono essere designati da questo sistema. Ci sono anche altri due segnali importanti, “START”e “STOP”. Questi segnali consentono al ribosoma di assemblare la proteina per sapere da dove cominciare e dove finire. Una mutazione senza senso cambia il codone per un amminoacido nel codone per un segnale” STOP”.
Questo cambia completamente la struttura della proteina, perché qualsiasi cosa dopo il segnale “STOP” viene ignorata., Il ribosoma taglia via la proteina incompleta e va avanti per la sua strada. Senza il resto della catena aminoacidica, la proteina può funzionare e formarsi in modo completamente diverso rispetto a prima. Una mutazione senza senso può avere tre risultati fondamentali.
Risultati di una mutazione nonsense
Deleterio
La stragrande maggioranza delle mutazioni sono deleterie, il che significa che causano una diminuzione della forma fisica complessiva e del successo riproduttivo dell’organismo. Una mutazione senza senso rientrerebbe in questa categoria se la mutazione influenzasse un’importante proteina funzionale., Immagina se la mutazione senza senso fosse stata trovata nel DNA che codificava una proteina del canale ionico. Se questa proteina fosse incompleta, non potrebbe funzionare per trasportare correttamente gli ioni attraverso la membrana. Questo sarebbe deleterio per l’organismo con la mutazione senza senso.
La fibrosi cistica è una malattia genetica causata da una mutazione senza senso che fa esattamente questo. La proteina colpita dalla mutazione nonsense nella fibrosi cistica è una proteina regolatore per i canali ionici., Senza la capacità di spostare correttamente gli ioni, le persone con fibrosi cistica hanno spesso problemi respiratori causati da un accumulo mucoso dovuto agli ioni non regolamentati nel loro sistema. La distrofia muscolare di Duchenne è un’altra malattia causata da una mutazione senza senso, e ci sono molti altri esempi.
Neutro
Una mutazione neutra si verifica quando gli effetti della mutazione non vengono rilevati. Immagina che la mutazione si trovi proprio prima dell’ultimo amminoacido in una proteina., Inoltre, questo amminoacido finale è davvero inutile per la funzione effettiva della proteina all’interno della cellula. Se questo è il caso, la mutazione nonsense non produrrà alcun effetto. La proteina continuerà a funzionare, anche senza l’amminoacido finale. In questo caso, nulla cambia davvero per l’organismo.
Benefico
Il tipo meno comune di mutazione è una mutazione benefica. Questa è una mutazione in cui la proteina cambia in modo tale da aumentare la forma fisica e il successo riproduttivo dell’organismo., Tuttavia, è estremamente improbabile che una mutazione senza senso finirà per essere utile. Solo nelle circostanze più rare, una mutazione senza senso può essere utile se cambiare la proteina che colpisce in qualche modo fornisce un beneficio all’organismo. Immaginate se la mutazione senza senso colpito una proteina che trasporta inavvertitamente una tossina nelle cellule. In un ambiente pieno di tossina, una proteina disfunzionale potrebbe benissimo essere la cura per essere costantemente bombardato con una tossina. Se la proteina non trasportasse più la tossina, le cellule non avrebbero bisogno di preoccuparsi.,
In una circostanza ancora più improbabile, la mutazione senza senso può alterare completamente la funzione della proteina. In questo caso, potrebbe alterare la proteina per non trasportare la tossina, ma piuttosto distruggerla o legarsi ad essa. Questo potrebbe anche essere un caso in cui la mutazione nonsense è diventata benefica. Nella circostanza più estrema la mutazione nonsense può prendere una proteina utilizzata per un processo e creare una proteina attiva completamente nuova tagliando l’altro in pezzi. Molto di questo ha a che fare con l’esatta proteina interessata e gli effetti risultanti sull’organismo.,
Esempio di mutazione nonsense
Di seguito è riportato un grafico di diverse mutazioni puntiformi, o mutazioni di un singolo nucleotide. Una mutazione senza senso può essere vista nel mezzo.
In questo caso, l’originale codone leggere “TTC”. Ciò ha richiesto un mRNA con il codone” AAG”, che poi ha prodotto una lisina nella catena dell’amminoacido. Una mutazione senza senso cambierebbe la prima ” T “in una”A”. Questo rende il primo codone “ATC”., Il segmento corrispondente dell’mRNA, “UAG”, è un segnale al ribosoma per fermare la catena. A differenza di qualsiasi altra mutazione, questo termina completamente la catena.
Questo è probabilmente il motivo per cui le mutazioni senza senso sono spesso evidenti. È improbabile che queste mutazioni non influenzino la proteina risultante. Dato che tutti gli amminoacidi svolgono un ruolo in una proteina, dividendola in qualsiasi punto probabilmente cambierà il modo in cui interagisce con l’ambiente., Anche se solo diversi aminoacidi vengono persi, questi potrebbero essere gli amminoacidi esterni cruciali che attaccano la proteina alla membrana cellulare o la aiutano a interagire con altre cellule.
Quiz
1. Qual è la differenza tra una mutazione senza senso e una mutazione missense?
A. Nessuna differenza
B. Una mutazione missense arresta la catena di aminoacidi
C. Una mutazione senza senso non può fornire lo stesso tipo di amminoacido
2. Quale dei seguenti non potrebbe essere causato da una mutazione senza senso?
A. Una proteina che controlla l’assunzione di glucosio è disabilitata, a causa della proteina che si forma solo a metà
B. Una proteina nelle meduse guadagna la capacità di fluorescenza, a causa dell’aggiunta di aminoacidi
C., Una proteina utilizzata per trasportare gli ioni è ostacolata, perché diversi aminoacidi sono stati persi
3., Il tuo amico dice che poiché le mutazioni senza senso causano una perdita di aminoacidi, sono sempre cattive. Cosa puoi dirgli per fargli cambiare idea?
A. Una mutazione senza senso su una proteina iperattiva aumenterebbe la forma fisica
B. Le mutazioni senza senso possono far smettere di funzionare le proteine funzionali
C. Tutte le mutazioni sono cattive
