Дефиниција мутације у терминима молекуларне генетике

Мутација на молекуларном нивоу односи се на свако додавање, делецију или супституцију нуклеотидних база у ДНК. ДНК се састоји од четири различите нуклеотидне базе, а редослед ових база формира код за аминокиселине, које су грађевни блокови протеина. Редослед база у ДНК мора се одржавати како би се осигурало стварање одговарајућег протеина. Али у ДНК се може појавити неколико различитих врста мутација. Они се крећу од мало или нимало утицаја на протеински производ до спречавања стварања одговарајућег протеина.

Тиха мутација или тачкаста мутација односи се на промену појединачне нуклеотидне базе. Када се то догоди, друга база замењује нуклеотидну базу, али ипак кодира исту аминокиселину. Нуклеотидне базе кодирају аминокиселине у групама од три базе, познате као кодони. Неке аминокиселине су кодиране кроз више кодона, што значи да може постојати више од три групе база које кодирају ту аминокиселину. У тихој мутацији супституисана база резултира кодоном који и даље кодира исту аминокиселину. Будући да је кодирана иста аминокиселина, нема утицаја на коначни протеин направљен од гена.

Мутација миссенсе је друга врста тачкасте мутације, са замењеном једном нуклеотидном базом. Међутим, у миссенсе мутацији супституисана база кодира другу аминокиселину. Промена аминокиселине изазива промену коначног протеина који је створен. Озбиљност промене протеина зависи од врсте замене аминокиселина која се јавља. Неке аминокиселине су међусобно врло сличне по величини и наелектрисању. Ако је аминокиселина супституисана аминокиселином са сличним својствима, вероватно ће бити мало утицаја на структуру или функцију резултујућег протеина; међутим, ако супституциона кода аминокиселине има врло различита својства, то може негативно утицати на настали протеин и може чак довести до производње протеина који је или нефункционалан или има другачији функцију. Ове врсте мутација често доводе до рака.

Мутација глупости доводи до озбиљних ефеката. То је друга врста тачкасте мутације, јер је узрокована супституцијом једне нуклеотидне базе. У овом случају, међутим, резултујући кодон кодира зауставни кодон, уместо аминокиселине. Код сисара три кодона кодирају заустављање транслације протеина. Ако супституција базе кодира зауставни кодон уместо аминокиселине, производња протеина ће се прерано зауставити, узрокујући стварање скраћеног протеина. Скраћени протеини су обично нефункционални јер им недостаје део протеина. Ове врсте мутација су врло опасне и могу довести до многих врста болести, укључујући рак.

Уметање или брисање нуклеотидних база у вишеструким, осим три узрокује мутацију померања оквира. Будући да се кодони читају у групама од три базе, уметање или брисање једне или две базе узрокује померање оквира за читање кодона. То узрокује кодирање потпуно различитих аминокиселина и доводи до производње потпуно различитих протеина. Ово резултујуће насумично кодирање може такође довести до тога да се код код заустави у средини гена, што доводи не само до потпуно другачијег протеина већ и до скраћеног.