염기 돌연변이 ★

돌연변이의 종류 

 

1. 염기 돌연변이(Coding region)

 

 

a) 치환: substitution 

- 전이(Transition): 퓨린이 퓨린으로, 피리미딘이 피리미딘으로 바뀌는 것. (ex: G  ↔ A ; T  ↔ C)

- 전좌 (Transversion): 퓨린이 피리미딘으로, vice versa. (ex: G  ↔ C or T; A  ↔ T or C..etc)

 

 i) 침묵 돌연변이: Silent mutation (동의 돌연변이)

     -  염기가 바뀌었음에도 번역했을때 아미노산이 그대로인 경우.

     - 생물체에 아무런 영향을 주지 않는다. 

 

 ii) 미스센스 돌연변이 (Missense mutation) 비동의 돌연변이

     - case 1: 바뀐 염기로써 아미노산이 달라지지만 단백질 기능에 큰 영향이 없는 경우. 이러한 경우 같은 극성의 아미노산으로 바뀐경우이다. 

     - case 2: 아미노산이 달라지면서 단백질 기능에 영향을 끼치는 경우이다. 생물체에 긍정 or 부정적일수가 있다. 

 

 iii) 넌센스 돌연변이 (Nonsense mutation) 비동의 돌연변이

     - 바뀐 염기가 새로운 종결 코돈 (UAG, UAA, UGA)을 만들어 번역이 조기 종결됨. 단백질 기능에 문제을 야기함  

     - 전기영동시 짧아진 폴리펩티드로 인하여 겔 상에서 좀더 움직인다.

겔(gel) 상 폴리펩티드의 위치변화

       -* 넌센스 억제자: 넌센스 돌연변이가 발생한 유전자가 생기면 종결 코돈이 생겨 세포에 치명적임. 그런데 특정 아미노산을 지정한 tRNA의 "안티코돈"을 이루는 서열에 돌연변이가 생겨 종결 코돈과 결합함. 그 결과 넌센스 돌연변이가 생긴 유전자가 번역될때 tRNA에 종결코돈에 아미노산을 삽입하여 조기 종결되지 않음.  

     원래대로라면 지정하는 아미노산이 없는 방출인자가 A자리에 와서 종결 코돈을 인식하여 조기 종결 되야 하지만 특정 아미노산을 지정하는 tRNA가 방출인자 대신 종결코돈을 인식해버리면서 아미노산까지 줘버리니 종결을 무시해버릴수 있는 "억제 돌연변이" 역활을 한다.

 

 

 

b) 틀이동/ 격자이동: Frame-shift mutation

     - 암호화 부위 중간에 염기의 첨가 또는 결실돼서 리보솜의 번역틀이 바뀜; 첨가 or 결실된 기점부터 번역되는 모든 아미노산들은 정상 단백질과 전부 달라진다. 

 

     example) 

             정상: CUU CUU CUU CUU

             결실: CUU ↓UUC UUC UU... (위에 C부분이 결실)

             첨가: CUU ↓CCU UCU UCU

 

이렇게 화살표 기점으로 뒤에 모든 아미노산 서열이 바뀌는걸 관찰할수 있다. 

종결코돈의 위치도 당연히 바뀌지만 폴리펩티드가 길어질지 짧아질지는 알 수 없기에 gel상 위치를 특정할수는 없다.  

 

그리고 틀이동 돌연변이는  기능이 완전히 달라집니다. 미스센스, 넌센스 돌연변이와 비교해도 기능적으로 가장 큰 영향을 끼치는 돌연변이 입니다. 

 

2. 염기 돌연변이: Non-coding region 

 

   - 프로모터 (promotor)나 전사인자 결합 서열 등의 조절 부위 (regulatory region) 에 돌연변이 가 생기면 유전자 전사 개시가 되지 않는다. 

 

   a) 스플라이싱 자리 돌연변이 : 인트론의 GU 나 AG 서열에 돌연변이가 일어나면서 비정상적인 스플라이싱이 일어남. 그 결과 mRNA 길이가 달라짐 

      - β-globin 유전자의 스플라이싱 자리 돌연변이가 생겨 정상 β-globin 단백질을 합성하지 못하여 생기는 질병인  예시로 지중해 빈혈(β-thalassemia) 이 있다.