MUTASYON
Prof. Dr. Hilâl Özdağ
Hafta VI
PCR Temelli Genetik Analiz Yaklaşımları
Mutasyon Tipleri
Baz düzeyinde mutasyon
Tek nükleotid etkilenir:
• UV’nin neden olduğu timin dimerleri replikasyon sırasında tek bazın delesyonuna neden olabilir.
• Tekrar eden diziler delesyon veya insersiyona neden olabilir.
• Metilli sitozinlar deamine
olarak Timin dönüşebilir.
Gen düzeyinde mutasyon
Eşit olmayan crossing over nedeniyle gen duplikasyonu.
Bütün bir geni etkiler:
Kromozom düzeyinde mutasyon
Delesyon
Translokasyon İnversiyon
Kopya sayısı
değişimi
Kromozomun bir kısmını etkiler:
Mutasyonlar-Hastalıklar
Hemoglobinin Beta
zincirindeki bir tek nükleotid değişimi amino asit değişimi nedeniyle orak hücreli anemi
hastalığına neden olur.
Kanser: mutasyonlar hücrenin kontrolsüz çoğalmasına ve ölümsüzleşmesine yolaçtığında
ortaya çıkar.
Down sendromu 21
kromozomun 3. bir
kopyasının varlığı
nedeniyle açığa çıkar.
Val
Mutant -globin
H 2 N
OH OH C O H 2 C
H C
CH 2 C
O Asit
Glu
Normal -globin
T C T
Normal b-globin DNA
H 2 N
C OH O H 3 C
H C
CH CH 3 Nötral
Non-polar
A G A
mRNA
T C A
Mutant b-globin DNA
A G U
mRNA
Orak Hücreli Anemi Mutasyonu
Mutasyonlar-Evrim
Mutasyonların sonucu hep kötü değildir.
• Hücrelerimizde mutasyon gerçekleşir ve sonucu her zaman kötü değildir.
• Mutasyon yok ise popülasyonlar değişip yeni koşullara adapte olamaz.
• DNA dizilimindeki tesadüfi değişimler
• Fenotipte yararlı değişiklikler
• Doğal seçilim
Popülasyonların evrimi
1. Baz değişimleri (substitutions) 1. Geçiş (Transition)
• Bir pürini diğer bir pürine veya bir pirimidini diğer bir pirimidine değiştirir.
• Toplam 4 çeşit; A G ve T C
NOKTA MUTASYONLARI
2. Değişim (Transversion)
• Bir pürini bir pirimidine veya bir pirimidini bir pürine değiştirir
• Toplam 8 çeşit; A T, G C, A C, G T
Yanlış anlam mutasyonu (Missense mutation) Baz değişikliği aminoasidin değişimine neden olur.
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Anlamsız mutasyon (Nonsense mutation)
Baz değişikliği DUR kodonunun oluşumuna neden olur ve protein kısa kalır.
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Anlamsız mutasyonun translasyon üzerindeki etkisi
Sessiz mutasyon (Silent mutation)
Baz değişikliği kodonun 3. bazında gerçekleşir ve aminoasit değişikliğine yol açmaz.
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Çerçeve kayması mutasyonu (Frameshift mutation):
3’ün katları olmaya delesyon veya insersiyon okuma çerçevesini kaydırır, bu mutasyonun ardından gelen aminoasitler değişir ve protein ya olması gerekenden önce veya sonra sonlanır.
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Okuma çerçevesindeki mutasyonlar
Depürinasyon
A veya G kaybedilip rasgele bir bazla değişir.
Deaminasyon
C’nin amino grubu kaybedilince U haline gelir. U eğer düzeltilmezse bir sonraki döngüde A ile eşleşeceği için (CG TA) şeklinde değişir.
5
MC (Metilli sitozinler) mutasyonlar için “hot spot”turlar.
SPONTAN MUTASYONLAR
Deaminasyon.
Radyasyon (X ışınımı, UV)
İonize edici radyasyon DNA’dakiler de dahil olmak üzere kovalent bağları kırar böylece kromozom mutasyonlarına yolaçar.
İonize edici radyasyonun etkisi kümülatiftir ve yüksek dozda hücrelerin ölümüne sebep olur.
UV (254-260 nm) pürin ve pirimidinlerin anormal dimer bağları yapmasına neden olur.
UV’nin neden olduğu timin dimeri
İNDÜKLENMİŞ MUTASYONLAR
Makromutasyonlar
1 Delesyon – Kromozomun bir kısmının kaybı.
2 Duplikasyon – Kromozomun bir kısmının duplikasyonu.
3 Inversiyon – Kromozomun bir kısmının dönmesi
4 Translokasyon – Kromozomun bir
kısmının başka bir kromozoma eklenmesi
Delesyon
Kromozom
Sentromer
A B C D E F G H Genler
E F
A B C D G H
Duplikasyon
A B C D E F E F G H
Kromozom
Sentromer
A B C D E F G H Genler
E F
Duplikasyon
Inversiyon
Kromozom
Sentromer
A B C D F E G H Genler
A B C D E F G H
Inversiyon
Translokasyon
A B E F C D G H
Kromozom
Sentromer Genler
A B C D E F G H
İKİNCİ BAZ
A
GGU GGC GGA GGG
Gly*
AGU AGC AGA
AGG Arg
G
CGU CGC CGA CGG
Arg
G
UGU UGC UGA UGG
C
GAU GAC GAA GAG AAU AAC AAA AAG
Glu
CAU CAC CAA CAG
A
UAU UAC UAA
UAG Stop
Tyr
GUU GUC GUA GUG
Val
AUU AUC AUA
AUG start
Ile
CUU CUC CUA CUG
Leu
U
UUU UUC UUA
UUG Leu Phe
Met/
GCU GCC GCA GCG
Ala
ACU ACC ACA ACG
Thr
CCU CCC CCA CCG
Pro
C
UCU UCC UCA UCG
Ser
U C A G
U
U C A G U C A G U C A
Gln
†G
His
Trp
Cys Ü
Ç Ü N C Ü B A Z B
İ R
İ N C İ B
A Z
Genetik Kod
Asp Lys Asn
†Stop
Ser
Nötral Non Polar Polar
Bazik Asidik
†Amin grubu taşır
*Bazı
metinlerde
Nonpolar
olarak geçer.
Mutasyon, mutasyon, mutasyon…
David W. Stockton1,2*, Parimal Das3*, Monica Goldenberg4, Rena N. D’Souza4 & Pragna I. Patel1,3 Mutation of PAX9 is associated with oligodontia, 2000, Nat. Genet, 24, 18-19