Nükleotit sekansındaki tek baz veya nükleotitteki değişiklikler ve böylece tamamlayıcı bazını değiştirmek de nokta mutasyonları olarak adlandırılırken, nükleotit sekansında birden fazla baz çiftinin eklenmesi veya silinmesi olduğunda, çerçeve kayması mutasyonları olarak bilinir.
Mutasyonlar, gen yapısının yanı sıra amino asitleri ve proteinleri de değiştiren nükleotit sekansında veya genetik kodda herhangi bir değişiklik olarak tanımlanabilir. Bu mutasyonlar DNA sekansında meydana gelir ve transkripsiyon ve translasyon sırasında sekansı etkiler. Bu nedenle mutasyonlar DNA'daki baz çiftinin sayısını veya sırasını bozar.
Mutasyonları indükleyebilen kimyasal veya maddeler mutajenler olarak bilinir. Her mutasyon olumsuz bir etkiyle sonuçlanmasa da, mutasyondan sonra bile aynı amino asidi kodlayabileceği için fark edilmeyebilirler, oysa bazı mutasyonlar Tay Sachs, Orak Hücre Anemisi gibi hastalıklara neden oldukları için de etkili olabilir.
Hepimiz günlük yaşamdaki değişikliklere alışkınız, bu nedenle DNA (genetik kod) da bu kademeli değişikliklerden muaf tutulmuyor, ancak DNA'nın nükleotit dizileri ve bileşimi ve her çalışma açısından oldukça kararlı olduğu söyleniyor. replikasyondan transkripsiyona ve translasyona kadar olan merkezi dogmanın yüksek sadakatle yapılır.
Mutasyonlar konusuna odaklanarak, iki mutasyon tipini, birbirinden nasıl farklılaştıklarını ve türlerini ve etkilerini tartışacağız.
Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Esası | Nokta Mutasyonları | Kare Kaydırma Mutasyonları |
|---|---|---|
| anlam | Nükleotit sekansında bir bazın veya tek bir nükleotidin ikamesi olduğunda ve sonuç olarak tamamlayıcı bazda değişiklikler getirdiğinde, nokta mutasyonları ile sonuçlanır. | DNA'dan baz çifti sayısının eklenmesi veya silinmesi durumunda, çerçeve kayması mutasyonları ile sonuçlanır. |
| Nedeniyle oluşur | Tek nükleotiddeki değişiklikler. | Çok sayıda nükleotitte değişiklik. |
| ... | Başka bir baz çifti ile sübstitüsyonlar nedeniyle bir genin yapısı. | Nükleotitlerin sokulması veya silinmesi nedeniyle nükleotit sayısını değiştirir. |
| Türleri | Geçişler ve Geçişler. | Ekleme ve Silme. |
| Değişikliklerin neden olduğu hastalık | Orak Hücre Anemisine neden olur. | Tay-Sachs hastalığına neden olur. |
Nokta Mutasyonlarının Tanımı
Basit bir deyişle, bir baz veya baz çiftinin, genin nükleotit sekansına değiştirilmesine nokta mutasyonları olarak adlandırıldığını söyleyebiliriz. Nokta mutasyonları nadiren nükleotit sekansında herhangi bir değişikliğe neden olur. Buna tek baz ikamesi de denir. DNA replikasyonu sırasında meydana gelen hata nedeniyle oluşur ve değişiklikler transkripsiyon veya çeviri seviyesinde görülür.
Ayrıca, RNA DNA'dan ve daha sonra proteine (çeviri) sentezlendiğinde transkripsiyon sırasında nokta mutasyonları genellikle nihai ürünü engeller ve böylece fonksiyonel dengesizlik ortaya çıkar. Nokta mutasyonlarının iki alt tipi vardır: Geçişler ve Çapraz Geçiş.
Geçiş : Bu tip mutasyonlarda pürinlerin (adenin ve guanin) başka bir pürin veya pirimidinlerle (urasil, timin ve sitozin) başka bir pirimidin ile değiştirilir.
Enine dönüşüm: Bu tip mutasyonda, değişiklik pürin ile pirimidin arasındadır veya bunun tersi de geçerlidir, yani pürin pirimidin ile değiştirilir veya pirimidin pürin ile değiştirilir.
Nokta Mutasyonlarının Etkileri
Tek bir nükleotitin herhangi birindeki değişiklikler aşağıdaki etkiye neden olabilir:
1. Sessiz Mutasyon - Bu mutasyon, değiştirilmiş nükleotit olarak amino asidin üretiminde herhangi bir etki göstermez, aynı amino asidi kodlayabilir. Örneğin serin için UCA kodları gibi ve üçüncü baz UCU'da mutasyondan sonra, yine de amino asit sadece Serin olacaktır. Bu mutasyonlar genetik kodun dejenerasyonundan kaynaklanır ve herhangi bir saptanabilir etki göstermez.
2. Missense Mutasyonu - Bu mutasyon, amino asitteki değişikliği Serine için UCA kodları olarak getirebilir, ancak ACA gibi ilk bazdaki bir değişiklik Threonine'yi kodlayacaktır. Bu gibi durumlarda, değiştirilmiş amino asidin (yük, polarite, vb.) Özellikleri aynı kaldığında, bu mutasyonlara konservatif denir, eğer değişmiş amino asidin özellikleri öncekinden farklıysa, konservatif olarak adlandırılır.
Konservatif durumunda proteinin işlevinde herhangi bir değişiklik olmazken, konservatif olmayanlarda ortaya çıkan protein, protein fonksiyonu ile ilgili olarak kısmen kabul edilebilir veya kabul edilemez olabilir ve Orak hücreli anemi gibi hastalıklara yol açabilir.
3. Saçma Mutasyon - Bu tip mutasyon, normal fonksiyonel amino asidin bir durdurma kodonuna dönüştürülmesiyle bilinir, bu da protein zincirinin sonlandırılmasıyla sonuçlanır. Örneğin, UCA (Serin) UAA'ya (sonlandırma kodonu) dönüşür. Bu, protein zincirinin sentezine durdurma sinyali verir ve proteinin işlevini de etkiler.
Frameshift Mutasyonların Tanımı
Bir çerçeve kayması mutasyonu, DNA'da birden fazla baz çiftinin herhangi bir sokulması veya silinmesi durumunda meydana gelir ve bu nedenle nükleotit sekansını etkiler ve böylece amino asitleri de değiştirir.
Yerleştirme Mutasyonu : Bu tip mutasyon, nükleotit sekansına fazladan bir baz çifti eklenmesi veya ilave edilmesi durumunda meydana gelir.
Silme Mutasyonu : Bu tip, baz çiftinin protein ürünlerinde değişikliklere neden olan sekanstan silineceği sokma grubunun tersidir.
Kare Kayması Mutasyonlarının Etkileri
Bir baz çiftinin sekanstaki silinmesi veya eklenmesi, mRNA'nın değiştirilmiş okuma çerçevesine neden olur. Bunun nedeni, okuma makinelerinin, herhangi bir bazın bulunup bulunmadığı veya eklenip eklenmediği sekanslarındaki değişiklikleri tanımaması ve dolayısıyla okuma kodonlarında noktalama işaretleri olmaması ve çeviri işleminin devam etmesidir. Bu süreç sonuçta protein üretim sürecini değiştirir ve zinciri de erken sonlandırabilir.
Nokta ve Kare Kaydırma Mutasyonları Arasındaki Temel Farklılıklar
Aşağıda bir genin DNA yapısının baz çiftlerinde meydana gelen iki tip mutasyon arasındaki kritik farklılıklar verilmiştir:
- Nokta mutasyonları, bir baz çiftinin diğerinden değiştirilmesi durumunda meydana gelirken, Frameshift mutasyonları, DNA çiftinden baz çiftlerinin eklenmesi veya silinmesi durumunda meydana gelir.
- Nokta mutasyonları, tek nükleotiddeki değişikliklere bağlı olarak meydana gelirken, çerçeve kayması, çok sayıda nükleotiddeki değişikliklere bağlı olarak ortaya çıkar.
- Nokta mutasyonu, başka bir baz çifti ile sübstitüsyonlar nedeniyle bir genin yapısında değişiklikler getirir, aksine çerçeve kayması mutasyonları, nükleotitlerin sokulması veya silinmesi nedeniyle nükleotit sayısını değiştirir.
- Geçişler ve Transversiyonlar nokta mutasyonları tipindeyken, Ekleme ve Silme işlemleri kare kaydırma mutasyonlarıdır.
- Nokta mutasyonları, genin yapısında değişiklikler getirdiğinden Orak Hücre Anemisine neden olurken, çerçeve kayması mutasyonları, bir genin DNA yapısındaki baz çiftlerinin sayısında değişikliklere neden olduğu için Tay-Sachs hastalığına neden olur.
Sonuç
Yukarıdaki makalede, bazı değişikliklerin oldukça etkili olabileceği, bazılarının ise ihmal edilebilir olabileceği DNA dizisinde meydana gelen mutasyonu araştırdık. Bununla birlikte, genetik materyalimiz büyük ölçüde korunmuş olsa da ve genetik makinelerimiz onu her açıdan kurtarmak için tam olarak çalışıyor olsa da, herhangi bir hastalığa karşı savaşmak ve çevreye uyum sağlamak için vücudumuzda meydana gelen değişikliklerin farkında değiliz.
