Exonové, intronové, promotorové mutace Michal Jurajda

Základní pojmy-opakování Genom Geny Lokusy Alely

Mutace Změna v genetickém kódu (v pořadí bází) v genetické výbavě jedince. Za mutace nepovažujeme jiné změny DNA jako třeba methylace bází, které mohou být také vertikálně přenášeny.

Mutace – dle rozsahu Mutace Genové (bodové) Chromozomální Genomové

Genomové mutace/aberace Změna počtu celé sady chromozomů např. triploidie polyploidie

Chromozomální mutace/aberace Změna počtu – numerické aberace Monozomie, trizomie, nulizomie Změna struktury – strukturní aberace Intrachromozomální Interchromozomální Typy Delece, inzerce, duplikace, translokace, transpozice, inverze

Genové mutace Změna počtu bází v rámci genu Delece/inzerce Transice jednonukleotidové, vícenukleotidové Transice purinpurin, pyrimidin pyrimidin Transverze purinpyrimidin, pyrimidin purin

Hot spots Na některých místech v genomu se objevují mutace častěji, než by odpovídalo absolutní náhodnosti s rovnoměrnou pravděpodobností po celém genomu.

Příčiny vzniku mutací Zevní Vnitřní Fyzikální (UV – dimery thyminu, ionizující záření) Chemické Biologické (viry) Vnitřní Chyba při duplikaci DNA SHM (somatic hypermutation) proces diversifikace imunoglobulinových genů.

Typy mutací podle dědičnosti Mutace somatické, nepřenosné na potomky (vyjímka rostliny) Mutace zárodečné

Somatické mutace Týkají se jedné somatické buňky Pokud se buňka dělí může vzniknout klon buněk nesoucí danou mutaci. Vznik nádorových klonů Klonální diferenciace, selekce

Zárodečné mutace Přítomné ve všech buňkách postiženého organismu Přenosné na další generace

Vliv mutace na „fitness“ organismu Je relativní s ohledem na zevní podmínky Pozitivní Negativní Neutrální

Faktory ovlivňující četnost mutace v populaci Mutační frekvence Reparační mechanismy, selekční tlak V některých případech je pak frekvence nemoci v populaci dána mutační frekvencí. Z frekvence nemoci lze vypočítat mutační frekvenci. Pro autosomálně dominantní choroby platí μ=n/2N n= počet nemocných, N=celkový počet porodů

Mutace a polymorfismy Každá nová změna sekvence DNA v populaci se objevuje ve formě mutace. Vyskytne se jen u jednoho jedince v populaci a pokud je zárodečná dostává se do dalších generací.

Mutace x polymorfizmy Mutace Genetické polymorfizmy Selekce Neutrální mutace – genetický drift Genetické polymorfizmy Populační četnost vzácnější alely aspoň 1% SNP, mikrosatelity (VNTR) do 4bp, minisatelitní sekvence

Funkční význam mutací Promotor Exon-intron Exony Orgánově specifické promotory Exon-intron Splice site mutations Alternativní sestřih, posun čtecího rámce Exony Změna sekvence AK

Genetický kód je degenerovaný Bodové mutace tranzice A  G, C  T transverze A/G C/T

Bodové mutace v kódující oblasti genu Silent mutations: kódují stejnou aminokyselinu Neutral mutations: kódují podobnou aminokyselinu Missense mutations: kódují jinou aminokyselinu Nonsense mutations: kódují STOP kodon a zkracují protein

Inzerce Delece Jedna nebo více bází replikace repetitivních sekvencí, transpozony Změna čtecího rámce Splice site mutations Delece

Chromozomální aberace - strukturální Amplifikace Delece Translokace Inverze Fúzní geny: bcr-abl

Mutace z hlediska Medelovské genetiky Recesivita Jedna funkční alela stačí udržet funkci Porucha se objeví za přítomnosti dvou nefunkčních alel, recesivní homozygot nebo složený heterozygot Dominance Výskyt jedné „vadné“ alely způsobí rozvoj chorobného fenotypu Kodominance

Hardy-Weinberg equilibrium p q (p+q)2=1

LOH Loss of heterozigosity Ztráta heterozygotnosti – např. u nádorových bb.

Nomenklatura DNA Protein rs6200616T 76A>C , 76_78del , 76_77insT M235T, ΔF508 rs6200616T Jedinečný identifikátor mutace/polymorfismu