Щоб зрозуміти його застосування та механізми, необхідно знати, які типи різних мутацій існують, оскільки, залежно від типу мутації, використовуваний агент відрізняється.
Інакше кажучи, генна терапія залежить більше від типу мутації, ніж від типу перенесеного генетичного захворювання.
ДНК або хроматин організований у тільця, які називаються хромосом. У людини 46 хромосом (23 пари хромосом). З них одну хромосому кожної пари (це 23 хромосоми) ми успадковуємо від матері, а другу половину пари від батька.
Швидко ми можемо згадати, що ми телефонували ген до кожного фрагмента ДНК, що містить інструкції щодо синтезу (форми) a білка.
У кожній хромосомі є сотні генів. Але не всі є «активними» одночасно. Існує процес зчитування тієї ДНК, з якої утворюється проміжна молекула, РНК (рибонуклеїнова кислота).
Ця РНК здатна залишити ядро, утворюючи білок. Зчитування ланцюга РНК для утворення білка визначається кодом: генетичний код.
Що таке мутація?
Стабільні зміни в ланцюзі ДНК, які здатні передаватися у спадок, відомі як мутації.
Істинно трансцендентними мутаціями для нащадків є ті, які присутні або відбуваються в статевих клітинах (яйцеклітини та сперма).
Мутації, що виникають тоді, можуть призвести до незначних змін, великих змін (викликаючи хворобу: патогенні мутації) або бути мовчазними.
Мутація, яку ми успадковуємо від батьків, називається спадковою мутацією, яка виникає у людини, не маючи батьків з такою ж мутацією, вона відома як мутація de novo.
Види мутацій
Мутації можуть відбуватися в три рівні інший:
- Молекулярна (генетичні або специфічні): Вони є мутаціями на молекулярному рівні і впливають на хімічну конституцію генів, тобто на основи або "літери" ДНК.
- Хромосомні: Зміна впливає на сегмент хромосоми (більший за ген), отже, на його структуру. Ці мутації можуть виникнути, оскільки великі фрагменти втрачаються (делеції), дублюються, змінюються місцями в хромосомі.
- Геномний: Він впливає на весь геном, збільшуючи кількість наборів хромосом (поліплоїдія) або скорочуючи його до одного ряду (гаплоїдія або моноплоїдія), або впливає на кількість хромосом окремо (за замовчуванням або за надлишком), наприклад, трисомія 21 або синдром Дауна.
У цій монографії ми поговоримо про першу групу - мутації на молекулярному рівні.
Молекулярні або точкові мутації
Точкова мутація - це зміна одного нуклеотиду або зменшеної кількості нуклеотидів. Це можна порівняти із зміною однієї букви у цілому реченні.
Послідовність ДНК гена може бути змінена по-різному. Ці мутації по-різному впливатимуть на здоров’я людей залежно від того, де вони трапляються, чи змінюють вони чи ні основну функцію білків, чи нормальні процеси зчитування, транскрипції та трансляції білків.
Дуже часто в літературі англійська номенклатура типів мутацій поважається або зберігається, оскільки буквальні переклади іноді призводять до плутанини. Ми спробуємо розмістити обидві конфесії одночасно, щоб ознайомитися з обома.
Ми можемо класифікувати різні типи мутацій на:
1. Тихі мутації
При цьому типі мутації відбувається зміна однієї з основ ДНК таким чином, що триплет нуклеотиду модифікується, але все ще кодує ту саму амінокислоту. Це тому, що генетичний код має певний запас міцності, і для кожної амінокислоти існує кілька комбінацій триплетів, які її визначають.
Наприклад, триплети CCA та CCC визначають, що пролін розташований у цьому положенні білка. Таким чином, якщо ця зміна відбувається помилково, це буде тиха зміна, оскільки амінокислота, кодована обома триплетами, однакова, пролін.
Приклад:
Я сіль моря -> Я сонце моря (значення змінюється, але не просто втрачає сенс)
Кіт з’їв щура -> Кішка з’їла шапку
2. Полімосфірмос
При цьому типі мутацій відбувається зміна однієї з основ ДНК таким чином, що змінюється нуклеотидний триплет, що входить до складу, але навіть якщо потрібна зміна амінокислоти, амінокислота, яка потрапляє у відповідне місце виявляється мало або не впливає на функцію білка.
Поліморфізми можуть навіть призвести до зниження функції розглянутого білка, але само по собі недостатньо, щоб викликати захворювання (інакше їх не називали б поліморфізмами, а патогенними мутаціями). Однак вони можуть бути факторами ризику, коли існує більше одного суглоба.
Парадигматичним прикладом у галузі вроджених помилок метаболізму є поліморфізми гена MTHFR, коли два найпоширеніші виникають одночасно у однієї особини, надаючи сприйнятливість до певних змін.
Приклад
Я сіль моря -> Я сонце моря (значення змінюється, але не просто втрачає сенс)
Кіт з’їв щура -> Кішка з’їла шапку
3. Мутація міссенсу
При цьому типі мутації відбувається зміна однієї з основ ДНК, так що триплет кодує іншу амінокислоту, ніж слід, тобто в такому положенні білка буде неправильна амінокислота, що може змінити більш-менш функцію білка залежно від його розташування та важливості.
Приклад:
Я сіль моря -> Я Сіль дель Мар (це змінюється і втрачає свідомість)
Кіт з’їв щура -> Кіт з’їв ват
4. Нісенітна мутація
При цьому типі мутації відбувається зміна однієї з основ ДНК, так що утворюється новий триплет визначає сигнал кінцевого ланцюга амінокислот. Тобто білок усічений, він не продовжує утворюватися звідти. Залежно від того, де зрізаний білок, він зможе зберегти якусь функцію чи ні.
Застосовуючи його до ECM, є деякі препарати, які дозволяють рибосомі не зупинятися, «пропускати» цю помилку і продовжувати читати, незважаючи на сигнал СТОП, це аталурен (PTC124) і гентаміцин. Його застосування частіше спостерігається при муковісцидозі та м'язовій дистрофії Дюшенна, але є також дослідження метилмалонової ацидурії типу Мут, яка часто представляє мутацію не-чуттєвого типу.
Приклад дуже передчасно усіченого:
Я сіль моря -> Я сіль
Кіт з’їв щура -> Кіт
Приклад менш передчасного усічення:
Я сіль моря -> Я соль моя
Кіт з’їв щура -> Кіт з’їв р
У другому прикладі білок, ймовірно, матиме вищу функціональну здатність.
5. Вставка
При цьому типі мутації одна або кілька основ додаються до вихідної ДНК. Таким чином, рамку зчитування можна змінити (див. Пункт 8), утворюючи білок або вставляючи зайві амінокислоти, які є невідповідними.
3 приклад вставки основи:
Я сіль моря -> Я - морська сіль
Кіт з’їв щура -> Тріх кіт з’їв щура
6. Видалення
При цьому типі мутації одна або кілька основ втрачаються, тобто шматок ДНК втрачається, змінюючи білковий ланцюг, який повинен бути сформований, та його функцію. Таким чином, рамку зчитування можна змінити (див. Пункт 8), утворюючи білок або усуваючи амінокислоти, типові для білкової ланцюга. Іноді видалення настільки довгі, що можуть залучати цілий ген або кілька суміжних генів.
Приклад дублювання кількості нуклеотидів, кратних 3 (без зміни рамки зчитування):
Я сіль моря -> Я сіль солі морської солі морської
Кіт з’їв щура -> Кішка їла кішка їла кішка їла пацюка
7. Дублювання
При цьому типі мутації спостерігається Фрагмент ДНК, який копіюється один або кілька разів, який змінює утворення амінокислотного ланцюга та функцію білка. Таким чином, рамку зчитування можна змінити (див. Пункт 8), утворюючи білок або вставляючи зайві амінокислоти, які є невідповідними.
Приклад дублювання нуклеотидного числа, кратного 3 (без змін у рамці зчитування):
Я сіль моря -> Я сіль солі морської солі морської
Кіт з’їв щура -> Кішка їла кішка їла кішка їла пацюка
8. Зміна кадру зчитування (мутація Frameshift)
Цей тип мутації виникає при вставці або втраті пар основ рамка читання змінена. Для декодування основи читаються три на три, тобто кожні три бази визначають амінокислоту.
Якщо рамку зчитування змінено, спосіб згрупування цих трьох основ змінюється і будуть розміщені неправильні амінокислоти, з можливістю передчасного триплета STOP. Вставки, дублювання та видалення можуть призвести до таких типів мутацій.
Приклад:
Я сіль моря -> Ви старий в'яз ар
Кіт з’їв щура -> Тим не менше, а кішка з'їла щура -> Кішка їла кішка їла кішка їла пацюка
9. Розширення шляхом повторення
Їх часто не вважають точковими мутаціями. нуклеотидні триплетні або чотириразові повтори, невеликі послідовності ДНК з 3 або 4 пар основ, які повторюються послідовно.
Мутація розширення - це мутація, при якій кількість повторень зросла, що може спричинити збої в роботі кінцевого білка.
Парадигматичними захворюваннями при цьому типі мутацій є синдром Тендітного Х або Спіноцеребелярна атаксія (СКА). В останньому випадку триплет нуклеотиду CAG повторюється таким чином, що він визначає великий глутаміновий ланцюг (поліглутамін)
10. Інші типи
Нарешті, існує багато типів мутацій, які впливають не на сам білок, а скоріше на кількість білка, який виробляється, і за яких обставин або місць (тканин і клітин) він виробляється. Вони зумовлені змінами в Експресія ДНК.
Деякі ділянки ДНК мають певну функцію головне регулювання експресії генів, вони контролюють або регулюють області, які визначають, які ділянки ДНК мовчать або виражаються. Мутації в цих регуляторних генах можуть призвести до змін більш ніж одного гена, оскільки вони діють як "провідники".