Hvordan kan en punktmutation få proteinsyntese til at stoppe?

Den enkleste form for mutation er en punktmutation, hvor en type nukleotid, den grundlæggende byggesten for DNA og RNA, ved et uheld byttes mod en anden. Disse ændringer beskrives ofte som ændringer i bogstaverne i DNA-koden. Nonsensmutationer er en bestemt type punktmutation, som kan stoppe proteinsyntese på flere måder.

Biokemiske processer i cellen, der konverterer information i den genetiske kode til produktion og 3-D struktur af et specifikt proteinstop, når konverteringsprocessen når en sekvens på tre bogstaver kaldet stop codon. Hvis en punktmutation ændrer sekvensen af ​​et gen, så det indeholder et stopkodon, stopper konverteringsprocessen for tidligt, og den resulterende protein vil være kortere, end det burde være, og den resterende information i genet, der følger stopkodonen, vil ikke blive konverteret til et protein.

DNA i humane gener lagrer information, der omdannes til RNA-molekyler, som igen omdannes til et specifikt protein. I det væsentlige giver genet instruktioner til fremstilling af RNA, hvilket igen giver instruktioner til proteinsyntese.

Hvis RNA indeholder en stopkodon skabt af en mutation, vil konverteringsmaskineriet undertiden ødelægge RNA'et gennem en proces kaldet nonsens-medieret henfald. Fordi RNA destrueres snarere end konverteres, stopper proteinproduktionen, og relaterede cellefunktioner ændres eller ophører.

En anden måde, hvorpå en punktmutation stopper proteinsyntese, er genregulering. Regulerende proteiner har specifikke former, der gør det muligt for dem at holde sig til specifikke sekvenser af bogstaver i DNA-koden, forblive tæt på et gen og slå genet til eller fra. En punktmutation i en af ​​disse reguleringssekvenser kunne ændre et gen, så det regulatoriske protein ikke længere holder fast ved det, slukker genet og standser proteinproduktionen.

Alvorligheden af ​​en nonsensmutation afhænger af den specifikke slags protein, genet genererer, og hvor på genet mutationen opstår. En nonsensmutation nær begyndelsen af ​​genet ville hugge det meste af proteinet af, men en mutation nær slutningen ville kun springe en meget mindre del af det af. Hvis et protein, der udfører en væsentlig funktion hakket af eller slet ikke er produceret, kan konsekvenserne for cellen eller organismen være alvorlige. Så mange som 15 til 30 procent af alle arvelige sygdomme hos mennesker skyldes nonsensmutationer.