Synonymní mutace

Synonymní mutace nebo synonymní nahrazení -  mutace nahrazující nukleotidy v kódující části genu , při které se v důsledku degenerace genetického kódu nemění sekvence aminokyselin v proteinu kódovaném tímto genem. Synonymní mutace označuje bodové mutace . Termín „synonymní mutace“ nelze přiřadit nekódujícím oblastem genomu [1] .

Degenerace genetického kódu

Kompletní sada aminokyselin, které tvoří proteiny, zahrnuje 20 aminokyselin , z nichž každá je kódována sekvencí tří nukleotidů zvanou kodon . Protože existuje 64 možných kodonů, 20 kódovaných aminokyselin a až tři kodony kódující stop signál (takzvaný stop kodon indikující stop translace ), ukazuje se, že některé aminokyseliny jsou kódovány několika kodony. Tento jev se často nazývá redundance genetického kódu nebo degenerace genetického kódu.

Degenerace genetického kódu vede k tomu, že pokud se například v důsledku mutace TTT kodon změnil na TTC, pak se nezměnila aminokyselina, kterou kóduje ( fenylalanin ).

Účinky na tělo

Synonymní mutace se často nazývají „tiché“, to znamená, že neovlivňují zdatnost, přežití a reprodukci, ale ne vždy projdou bez jakýchkoliv projevů [2] [3] [4] [5] .

Výzkum ukázal, že tyto mutace mohou mít významný vliv na sestřih , stabilitu RNA, translaci nebo skládání proteinu , ke kterému dochází během translace (kvůli vlivu specifičnosti substrátu tRNA na kodonu ). Synonymní mutace mohou vést k lidským dědičným onemocněním a mohou korelovat s klinickým výsledkem nebo odpovědí na terapii. U rakoviny se odhaduje, že tyto mutace představují 6-8 % všech řidičských mutací pocházejících ze substitucí jednoho nukleotidu. Onkogeny jsou obohaceny tichými mutacemi, žádné obohacení nebylo nalezeno v tumor supresorových genech (kromě TP53 ) [6] .

Sekvence exonů v blízkosti hranic exon - intron fungují jako signály sestřihu RNA. Když je sestřihový signál narušen synonymní mutací, exon se ve finálním proteinu neobjeví, což má za následek jeho zkrácení [7] .

Existuje několik synonymních mutací na 5' konci kódující sekvence, stejně jako na koncích vnitřních exonů [6] .

Synonymní mutace podléhají přirozenému výběru u různých druhů a nejsou rovnoměrně distribuovány v genomech [8] [9] .

Poznámky

  1. ↑ Kosterin O.E. Základy genetiky: učebnice. dotace za 2 hodiny / O. E. Kosterin. - Novosibirsk: RIC NGU, 2015. - T. 1. - S. 113-122. — 410 s. - ISBN 978-5-4437-0447-0 .
  2. ↑ C. Kimchi-Sarfaty, JM Oh, I.-W. Kim, ZE Sauna, AM Calcagno. "Tichý" polymorfismus v genu MDR1 mění specificitu substrátu   // Science . - 2007-01-26. — Sv. 315 , iss. 5811 . — S. 525–528 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/science.1135308 .
  3. ↑ Patrick Goymer. Synonymní mutace prolomí jejich mlčení  //  Nature Reviews Genetics. — 2007-02. — Sv. 8 , iss. 2 . — S. 92–92 . - ISSN 1471-0064 1471-0056, 1471-0064 . - doi : 10.1038/nrg2056 . Archivováno z originálu 4. dubna 2022.
  4. ↑ Tong Zhou, Eun A. Ko, Wanjun Gu, Inja Lim, Hyoweon Bang. Non-Silent Story on Synonymous Sites in Voltage-Gated Ion Channel Genes  // PLoS ONE. — 2012-10-31. - T. 7 , ne. 10 . — ISSN 1932-6203 . - doi : 10.1371/journal.pone.0048541 .
  5. ↑ Přírodní encyklopedie lidského genomu . Londýn: Nature Pub. Skupina, 2003. - 5 svazků Str. - ISBN 0-333-80386-8 , 978-0-333-80386-8.
  6. ↑ 1 2 Yogita Sharma, Milad Miladi, Sandeep Dukare, Karine Boulay, Maiwen Caudron-Herger. Pan-cancer analýza synonymních mutací  // Nature Communications. — 2019-06-12. - T. 10 , ne. 1 . - S. 2569 . — ISSN 2041-1723 . - doi : 10.1038/s41467-019-10489-2 . Archivováno z originálu 4. června 2021.
  7. ↑ Franco Pagani, Michela Raponi, Francisco E. Baralle. Synonymní mutace v CFTR exonu 12 ovlivňují sestřih a nejsou v evoluci neutrální  //  Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2005-05-03. — Sv. 102 , iss. 18 . — S. 6368–6372 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.0502288102 . Archivováno z originálu 3. června 2021.
  8. ↑ D. Allan Drummond, Claus O. Wilke. Chybné složení proteinu vyvolané chybným překladem jako dominantní omezení evoluce kódovací sekvence  // Buňka. — 2008-07. - T. 134 , č.p. 2 . — S. 341–352 . — ISSN 0092-8674 . - doi : 10.1016/j.cell.2008.05.042 .
  9. ↑ Fran Supek, Nives Škunca, Jelena Repar, Kristian Vlahoviček, Tomislav Šmuc. Translační výběr je u prokaryot všudypřítomný  //  Genetika PLoS / Nancy A. Moran. — 24. 6. 2010. — Sv. 6 , iss. 6 . — P.e1001004 . — ISSN 1553-7404 . - doi : 10.1371/journal.pgen.1001004 .