Hur kan en punktmutation få proteinsyntesen att sluta?

Den enklaste typen av mutation är en punktmutation, där en typ av nukleotid, den grundläggande byggstenen för DNA och RNA, av misstag byts ut mot en annan. Dessa förändringar beskrivs ofta som förändringar i bokstäverna i DNA-koden. Nonsensmutationer är en specifik typ av punktmutation som kan stoppa proteinsyntes på flera sätt.

Biokemiska processer i cellen som omvandlar information i den genetiska koden till produktion och 3-D struktur av ett specifikt proteinstopp när omvandlingsprocessen når en sekvens på tre bokstäver som kallas stopp kodon. Om en punktmutation ändrar sekvensen för en gen så att den innehåller ett stoppkodon, kommer omvandlingsprocessen att stoppas för tidigt och den resulterande protein kommer att vara kortare än det borde vara och den återstående informationen i genen som följer stoppkodonet kommer inte att omvandlas till ett protein.

DNA i mänskliga gener lagrar information som omvandlas till RNA-molekyler, som i sin tur omvandlas till ett specifikt protein. I huvudsak ger genen instruktioner för framställning av RNA, vilket i sin tur ger instruktioner för proteinsyntes.

Om RNA innehåller ett stoppkodon skapat av en mutation kommer omvandlingsmaskineriet ibland att förstöra RNA genom en process som kallas nonsensmedierat förfall. Eftersom RNA förstörs snarare än omvandlas, stoppas proteinproduktionen och relaterade cellfunktioner förändras eller upphör.

Ett annat sätt att en punktmutation stoppar proteinsyntesen är genreglering. Regulatoriska proteiner har specifika former, som gör det möjligt för dem att hålla sig till specifika sekvenser av bokstäver i DNA-koden, hålla sig nära en gen och slå på eller av genen. En punktmutation i en av dessa reglerande sekvenser kan förändra en gen så att det reglerande proteinet inte längre håller fast vid det, stänger av genen och stoppar proteinproduktionen.

Allvaret med en nonsensmutation beror på den specifika typ av protein som genen producerar och var på genen mutationen uppstår. En nonsensmutation nära början av genen skulle hugga av det mesta av proteinet, men en mutation nära slutet skulle bara ta bort en mycket mindre del av det. Om ett protein som har en väsentlig funktion hackad eller inte produceras alls kan konsekvenserna för cellen eller organismen vara allvarliga. Så många som 15 till 30 procent av alla ärftliga sjukdomar hos människor orsakas av nonsensmutationer.