Mutazioni missenso, non senso e frameshift: una guida genetica / Missense, Nonsense and Frameshift Mutations: A Genetic Guide

Mutazioni missenso, non senso e frameshift: una guida genetica / Missense, Nonsense and Frameshift Mutations: A Genetic Guide

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa /  Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Le informazioni contenute nel codice genetico forniscono una serie di "istruzioni" per "costruire" e "mantenere" un organismo vivente. Un’analogia utile potrebbe essere quella di pensare al codice genetico paragonato all’alfabeto.

Nell'alfabeto, lettere diverse possono essere combinate per produrre parole utili e significative, ma solo se le lettere sono messe insieme nel modo "corretto". Lo stesso vale per il DNA.Alcuni nucleotidi (le unità base del DNA), siano essi adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G), possono essere organizzati in modo specifico per formare un determinato gene, che a sua volta codifica una proteina specifica.Ma a volte la biologia non si attiene al "piano progetto" quando organizza le lettere e si verificano mutazioni genetiche. Una mutazione genetica è un cambiamento permanente nella sequenza nucleotidica di un gene. Nella maggior parte dei casi, tali mutazioni genetiche sono vantaggiose: consentono l’evoluzione e producono nuovi tratti desiderabili negli organismi.Tuttavia, le mutazioni genetiche possono anche essere problematiche se provocano una malattia. Negli esseri umani, le malattie genetiche sono spesso mortali ed incredibilmente difficili da trattare.Non tutte le mutazioni influiscono sulla funzione della proteina risultante. Se si desidera acquisire una conoscenza fondamentale della genomica sia nella salute che nella malattia, è importante essere in grado di distinguere tra i diversi tipi di mutazioni genetiche che possono verificarsi. Qui diamo uno sguardo ad alcune delle mutazioni che si possono incontrare e all’impatto che hanno sul genoma.Cos'è una mutazione missenso?Una mutazione missenso si verifica quando c'è un errore nel codice del DNA e una delle coppie di basi del DNA viene modificata, ad esempio, A viene scambiata con C.

Questo singolo cambiamento significa che il DNA ora codifica per un amminoacido diverso, noto come aminoacido sostituzione. A volte un cambiamento nell'amminoacido non ha alcun effetto sulla funzione della proteina risultante. In alcune occasioni, il cambiamento nell'amminoacido migliora effettivamente la funzione della proteina, ma in altri casi può infine rendere la proteina "difettosa".Cos'è una mutazione senza senso?Come una mutazione missenso, anche una mutazione non senso comporta una singola alterazione della coppia di basi del DNA. Tuttavia, nel caso di una mutazione non senso, questo singolo cambiamento determina la produzione di un codone di stop, interrompendo così prematuramente la sintesi proteica. Il risultato? Una proteina abbreviata che può funzionare, ma potrebbe anche non funzionare.Cos'è una mutazione di inserzione?Una mutazione per inserzione comporta l' aggiunta di una ( o più ) coppie di basi nucleotidiche nella sequenza del DNA. Le mutazioni di inserzione possono variare di dimensioni, dall'inserimento di una sola coppia di basi nella sequenza del DNA all'inserimento di una sezione di un cromosoma in un altro cromosoma. Il risultato finale è una proteina potenzialmente malfunzionante.e anche non funzionare.Cos'è una mutazione di delezione?Come suggerisce il titolo, una mutazione di delezione si verifica quando un pezzo di DNA viene rimosso dalla sequenza. La dimensione del DNA rimosso può variare in lunghezza, da una singola coppia di basi a un intero gene o a più geni consecutivi. La rimozione del DNA può, ancora una volta, compromettere la funzione della proteina codificata.Cos'è una mutazione frameshift?

Una mutazione frameshift si verifica quando le suddette mutazioni di "addizione" o "eliminazione" determinano una modifica al frame di lettura del gene, che include gruppi di tre basi che codificano per un amminoacido. Il cambiamento nella cornice di lettura altera il raggruppamento delle basi e successivamente cambia gli amminoacidi codificati. Spesso la proteina codificata non è funzionale.

Cos'è una mutazione di duplicazione?

Nel caso di una mutazione duplicata, un pezzo di DNA viene copiato (in modo anomalo). Ciò potrebbe accadere una o più volte e può quindi influire sulla funzionalità della proteina codificata.

ENGLISH

The information that is carried by the genetic code provides a set of "instructions" for "building" and "maintaining" a living organism. A useful analogy might be to think of the genetic code being likened to the alphabet.

In the alphabet, different letters can be combined to produce useful and meaningful words – but only if the letters are put together in the "correct" way. The same goes for DNA. Certain nucleotides (the base units of DNA), be it adenine (A), thymine (T), cytosine (C) or guanine (G), can be arranged in a specific manner to form a certain gene, which in turn, encodes a specific protein.

But sometimes biology doesn't stick to the "blueprint plan" when organizing the letters and genetic mutations occur. A genetic mutation is a permanent change to the nucleotide sequence of a gene. More often than not, such genetic mutations are advantageous – they enable evolution and produce new desirable traits in organisms.

However, genetic mutations can also be problematic if they result in a disease. In humans, genetic disorders are often life-limiting and incredibly tricky to treat.

Not all mutations impact the function of the resulting protein. If you want to build a foundational understanding of genomics in both health and disease, it's important to be able to distinguish between the different type of genetic mutations that can occur. Here, we take a look at some of the mutations that can be encountered and the impact they have on the genome.

What is a missense mutation?

A missense mutation occurs when there is a mistake in the DNA code and one of the DNA base pairs is changed, for example, A is swapped for C.

This single change means that the DNA now encodes for a different amino acid, known as a substitution. Sometimes a change in the amino acid has no effect on the resulting protein's function at all. On some occasions, the change in amino acid actually enhances the protein's function, but in other cases it can ultimately render the protein as "faulty".

What is a nonsense mutation?

Like a missense mutation, a nonsense mutation also involves a single alteration to the DNA base pair. However, in the case of a nonsense mutation, this single change results in the production of a stop codon, thereby terminating protein synthesis prematurely. The result? A shortened protein that may function, but also may not.

What is a nonsense mutation?

Like a missense mutation, a nonsense mutation also involves a single alteration to the DNA base pair. However, in the case of a nonsense mutation, this single change results in the production of a stop codon, thereby terminating protein synthesis prematurely. The result? A shortened protein that may function, but also may not.

What is an insertion mutation?

An insertion mutation involves the addition of one (or more) nucleotide base pairs into the DNA sequence. Insertion mutations can vary in size, ranging from the insertion of just one base pair into the DNA sequence to the insertion of a section of a chromosome into another chromosome. The end result is a potentially malfunctioning protein.

What is a deletion mutation?

As the title may suggest, a deletion mutation occurs when there a piece of DNA is removed from the sequence. The size of the DNA that is removed can vary in length, from a single base pair to an entire gene or several consecutive genes. The removal of the DNA can, again, compromise the function of the encoded protein.

What is a frameshift mutation?

A frameshift mutation occurs when the aforementioned "addition" or "deletion" mutations result in a change to the gene's reading frame, which includes groups of three bases that encode for an amino acid. The change in the reading frame alters the grouping of the bases and subsequently changes the amino acids that are encoded. Often, the encoded protein is non-functional.

What is a duplication mutation?

In the case of a duplication mutation, a piece of DNA is (abnormally) copied. This might happen once or several times, and can therefore impact the functionality of the encoded protein.

Da:

https://www.technologynetworks.com/genomics/articles/missense-nonsense-and-frameshift-mutations-a-genetic-guide-329274