klasifikace mutací
3D Render of a DNA Helix

Pokud jste se dozvěděli o své diagnóze vrozené trombofilie, což je vlastně trombofilní genová mutace, možná vás zajímá jak takové mutace vznikají. Snad vám tedy tento článek napoví co je klasifikace mutací a jak se obecně mutace rozlišují.

Co je klasifikace mutací?

Klasifikace mutací je v podstatě dělení mutací do určitých typových skupin. Mutace se dělí podle celé řady hledisek v závislosti na tom, jaký účel klasifikací sledujeme, např.:

  1. Podle kauzálního hlediska – mutace spontánní a  indukované
  2. Podle charakteru, rozsahu poruchy DNA – mutace  genové, strukturní aberace chromozomů a genomové (numerické aberace chromozomů).
  3. Podle typu postižených buněk – mutace somatické a  gametické
  4. Podle stupně poškození buňky – mutace vitální a  letální
  5. atd.

Mutace spontánní

Zatím se neodhalila kauzální souvislost s exogenními faktory. Spontánní mutace vznikají v různých genech s různou konstantní frekvencí pro daný gen. Pravděpodobnost, že v tělové buňce mutace nastane, je přímo úměrná mj. rozsahu jejího genomu a trvání jejího buněčného cyklu.

Mutace indukované

Lze experimentálně dokázat souvislost s vnějšími faktory. Výskyt mutací lze podstatně zvýšit působením určitých fyzikálních faktorů nebo chemických látek. Toto se využívá k účelům šlechtitelským a také k výzkumným účelům. Činitelé vyvolávající mutace se nazývají mutagenní neboli indukční faktory. Nejběžnější fyzikální mutagenní faktor je krátkovlnné, ionizující i neionizující záření, především záření rentgenové a radioaktivní (vyvolávající radiomutace). Mutaci může ovšem vyvolat i tepelný šok nebo ultrazvuk. Je známo velmi mnoho chemických mutagenních látek (látky genotoxické). Pro člověka je nebezpečných cca 60 základních typů chemických látek, jsou to především:

  • činidla deaminující (např. dusitany)
  • alkylační činidla (např. dimethylsulfát)
  • silná oxidační činidla (např. peroxidy)
  • aromatické aminy (např. benzidin)
  • nitrosloučeniny, azobarviva atd.

Existují i epigenetické mutageny, např.: nikl, arsen, mangan nebo antibiotika (aktinomycin D, mitomycin). To jsou látky, které DNA nepoškozují přímo, ale narušují funkci enzymů nezbytných pro replikaci či reparaci DNA. Nejméně 80% mutagenů působí současně karcinogenně (rakovinotvorně). Z tohoto hlediska je vznik nádoru dán somatickou mutací. V dnešní době se neustále zvyšují koncentrace mutagenů kolem nás (emise z energetiky, průmyslu, výfukové plyny, látky používané v zemědělství k ochraně rostlin atd.

Genové mutace

Standardní alela genu může být mutována v jinou zásahem v kterémkoli místě své délky. Tato změna může mít různý rozsah. Nejčastěji jde o některou ze změn týkající se bází. Gen je ve své podstatě věta vytvořená z bází A, T, G a C. Tento úsek DNA je zodpovědný za to, jakým způsobem má být tvořen protein. Jakákoli změna ve větě může změnit její význam a tím pádem změnit i produkovaný protein nebo způsob, kterým buňky protein vyrábějí. Stejně jako je mnoho různých způsobů jak změnit gen, tak existuje i mnoho způsobů dělání překlepů ve větách.

Mezi mutace patří i změny, při nichž se pozměňují nikoliv báze, ale sacharid nebo fosfát nukleotidu. Všechny tyto mutace označujeme jako bodové. Bodová změna však může vést i k mutaci posunové, a to v případě, změní-li při translaci ,,čtení‘‘ všech tripletů od mutovaného bodu až ke konci genu. Je to závažný typ mutace, protože v jeho důsledku se změní pořadí aminokyselin. Taková mutace změní protein, který je podle genové informace syntetizován, protože mutantní mRNA do něj zařadí chybné aminokyseliny. Je-li však mutován bod (triplet) těsně před koncem genu, nemusí se mutace projevit. Ze struktury proteinu (tj. také enzymu) vyplývá i jeho funkce, a proto může mutace způsobit změnu ve struktuře nebo koncentraci řady dalších látek, a tím rozmanité fenotypové efekty. Fenotypově se neprojeví bodová změna v takovém místě proteinové molekuly, které není významné pro funkci – tzv. mlčící mutace. Stejné je to i pokud změní mutace kodon v jiný, ,,synonymní‘‘ – kódující tutéž aminokyselinu.

Existují také podmíněné mutace, které jsou v poslední době výzkumně velmi zajímavé. Tyto podmíněné mutace se fenotypově projeví jen za určitých vnějších podmínek, např. tepelně citlivé mutace, které se projeví pouze za zvýšené teploty, při běžné teplotě okolí se neprojeví.

Strukturní aberace chromozomů

Strukturní aberace se vyznačují změnou struktury chromozomu nebo více chromozomů. Každá změna standardní struktury chromozomu je spojena se změnou pořadí nebo i počtu genů v něm, protože tato změna je výsledkem významného poškození jeho DNA. Zlom chromozomu v jednom či více místech vyvolává strukturní aberace. Zlomem je chromozom zkrácen a rozdělí se na dvě části; fragment s centromerou a fragment bez centromery, který je při příštím jaderném dělení ztracen (i se svými geny) – delece.

Oproti genovým mutacím jsou strukturní aberace chromozomů často překážkou normálního průběhu miózy. Gamety nesoucí aberantní chromozom mívají omezenou schopnost podílet se na oplození a i v případě úspěšného oplození mohou být příčinou neživotnosti zygoty.

Numerické aberace chromozomů

Spočívají ve změně standardního počtu chromozomů v buňce. Eukaryotní buňka pak nemá 2n chromozomů, ale více či méně. Typickou numerickou aberací je Downův syndrom.

Somatické a gametické mutace

U mutacích somatických proběhne mutace v somatické, tj. diploidní tělové buňce. Gametická mutace proběhne v haploidní gametě. Podle Mendlových zákonů je pak do další generace přenesena každá mutace gametická (nachází se v gametách a je přenesena na všechny buňky potomka). Somatická mutace vznikla v somatických buňkách na různé úrovni postzygotického vývinu jedince. Mutované alely mohou být oproti ostatním alelám recesivní nebo dominantní. Ztrátové mutace bývají recesivní. Dominantní mutace, které přinášejí organismu schopnost provádět určitou novou funkci, jsou vzácné.

Mutace vitální a letální

Vitální mutace umožňují přežití organismu alespoň do reprodukčního věku. Letální mutace nejsou slučitelné se životem. Mutovaná alela daného genu může být výjimečně i později mutována znovu a to opačným směrem, zpět k alele standardní. Tento proces se označuje jako reverze mutace, mutace zpětná.

[Celkem: 4    Průměr: 5/5]