Mutation

• Nukleotid-/Basenaustauschmutation


  • Punktmutation
  • Missense -> Veränderung der Bedeutung des Basentripletts
  • Nonsense -> Translation frühzeitig abgebrochen -> unvollständiges Genprodukt
  • Silent -> neues Basentripletts kodiert für gleiche Aminosäure
• Leserastermutation


  • Insertion -> Einsetzen einer Base an falscher Stelle
  • Deletion -> Verlust einer Base

  =>gesamte Aminosäuresequenz verändert
• Effekte


  • loss-of-function
  • null mutation: Vollständiges Verlieren der Funktion durch Diploidität
  • rezessive: zwei kranke Chromosomen
  • dominant: gesamter Proteinkomplex funktionsuntüchtig
  • gain-of-function -> neue Funktionalität
  • morphologisch (biochemisch erklärbar) -> Aussehensveränderung
  • biochemisch -> Veränderung Biosyntheseweg
  • Verhaltensmutation > Verhalten eines Organismus verändert
  • regulatorisch -> Regulator verändert -> Beeinträchtigung Transkription
• Charakteristiken/zusätzlich

  • lethal -> unterbrechen essentielle Prozesse, tödlich
  • konditional -> abhängig von Umgebung
  • neutral -> neutrale Fitnessexpression
  • spontan -> zufällig, natürliches Auftreten
  • induziert -> äußere Faktoren (z.B. UV)
  • ortsabhängig (somatisch: nicht vererbbar, Keimzellen: in Gameten vererbbar, autosomal: innerhalb Gene auf Autosomen, X/Y-verknüpft: innerhalb Gene gonosomal)
• Was ist der wichtigste Grundsatz der Mutationen?

  Sie geschehen zufällig und ungerichtet

  -> durch Luria-Delbrück fluctuation test ermittelt
• Vorkommen von Mutationen


  • inkorrektes Nukleotid alle 10^5-10^6 Basen trotz Korrekturlesen
• Replication slippage

  • Insertion: Abschnitt zweimal gelesen
  • Deletion: Abschnitt überhaupt nicht gelesen

  -> meist in repeat sequences
• Tatomerer shift


  • Puridine/Pyrimidine in tautomeren Formen -> Veränderung der Bindungsstruktur -> Verschiebung von Bindungen innerhalb des Moleküls
  • tautomere Formen (imino/keto) instabiler, lösen sich leicht auf
• Was passiert bei Fehlerübernahme?

  • Depurination/Depyrimidination: Verlorengehen von Basen aus DNA-Strang mit AP site
  • potentielle Punktmutation (3/4)
  • Desaminierung: Entfernung einer Aminosäure einer Base
  • Oxidation damage
  • durch Hydroxylradikale Basenpaarveränderung, Verlust von Basen
• Mutagene (induziert)


  • natürlich/künstlich
  • Basenanaloge erhöht tautomeren Shift, Sensibilität zu UV Licht
  • Purin/Pyrimidin ersetzt während Nukleinsäurereplikation
• Alkylierungsmittel (induziert)


  • spenden Alkylgruppe z.B. Methyl
• Addukt formende Agenzien (induziert)

  • binden an DNA. verändern Konformation, stören Replikation/Reparatur
• Interkalierende Agenzien (induziert)


  • Ähnlichkeit von Basenpaaren, ordnet sich zwischen bps an
  • Verformung Rückgrat
• Strahlung (induziert)

  • Wellenlängen kürzer = energiereicher = höheres Potenzial organische Moleküle zu zerbrechen
  • UV Licht (100-400nm)
  • kovalente Bindung zwischen Thymidinresten
  • Verbiegung von Konformation am Helix
  • Ionisierende Strahlung (400nm-380nm)
  • Röntgen, Gammastrahlung, kosmische Strahlung => mutagen
  • stabile Moleküle verwandeln sich in Radikale
• Erkrankungen


  • meistens polygen und rezessiv
  • 30% nonsense Mutation
  • unvollständiges Genprodukt/schneller mRNA Abbau
  • 70% missense /Leserastermutation
  • missgebildetes, unfunktionstüchtiges Protein