Các dạng đột biến gen

Các dạng đột biến genỞ mức DNA, có hai loại biến đổi đột biến điểm chính: thế base và thêm hay mất base. Thế base là những đột biến trong đó một cặp base bị thay thế bằng cặp base khác. Thế base lại có thể được chia thành hai dạng chính đồng chuyển ( transitions ) và đảo chuyển ( transversions).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các dạng đột biến gen Các dạng đột biến genỞ mức DNA, có hai loại biến đổi đột biến điểmchính: thế base và thêm hay mất base. Thếbase là những đột biến trong đó một cặp basebị thay thế bằng cặp base khác. Thế base lạicó thể được chia thành hai dạng chính đồngchuyển ( transitions ) và đảo chuyển (transversions).Để mô tả chúng, ta xem xét cách thức một độtbiến biến đổi trình tự base của một mạch DNA(biến đổi bổ trợ sẽ diễn ra ở mạch khác). Thayđổi vị trí là sự thay thế một base bằng basekhác có cùng tính chất hóa học (purine đượcthay bằng purine: thay A bởi G hay G bởi A;pyrimidine được thay bằng pyrimidine: thay Cbởi T hay T bởi C).Đảo chuyển là sự thay thế ngược lại của mộtbase thuộc loại hóa chất này bằng base củaloại hóa chất khác (pyrimidine được thay bằngpurine: C bởi A, C bởi G, T bởi A, T bởi G;purine được thay bằng pyrimidine: A bởi C, Abởi T, G bởi C, G bởi T). Trong việc mô tảnhững thay đổi cùng loại ở mức mạch képDNA, chúng ta phải nói rõ các thành viên củacặp base: ví dụ về đồng chuyển sẽ là G-C ----> A-T; đảo chuyển sẽ là G-C----> T-A.Đột biến thêm hay mất thực sự là đột biến củacặp nucleotide;tuy nhiên, theo qui ước gọi làthêm hay mất cặp base. Giản tiện nhất thìnhững đột biến này là thêm cặp base đơn(single-base-pair additions ) hay mất cặp baseđơn (single-base-pair deletions). Có nhiều vídụ về sự phát sinh đồng thời đột biến thêmhay mất nhiều cặp base ((tại cùng thời điểm.Như chúng ta sẽ thấy một lát nữa trongchương này, những cơ chế chọn lựa sản sinhđột biến thêm hay mất nhiều cặp base nào đólà nguyên nhân gây ra nhiều bệnh di truyềnnào đó ở người.Những hệ quả về mặt chức năng của các loạiđột biến điểm khác nhau đó là gì ? Trứoc hết,xem xét những gì xảy ra khi đột biến hướngtới phần mã hóa polypeptide của gen(polypeptidecoding part of a gene). Đối với độtbiến thế base đơn, có hai hệ quả khả dĩ vềkhía cạnh mã di truyền: thoái hóa mã và sựhiện hữu của codon ở điểm tận cùng phiênmã.1. Thế im lặng (Silent substitutions): đột biếnthay đổi một codon mã hóa amino acid nàythành một codon khác mã hóa amino acidcùng loại.2. Đột biến sai nghĩa (Missensemutations):codon mã hóa amino acid này bịthay bằng codon mã hóa amino acid khác.3. Đột biến vô nghĩa (Nonsense mutations):codon mã hóa amino acid bị thay bằng codonkết thúc dịch mã ( termination (stop) codon).Thế im lặng không bao giờ biến đổi trình tựamino acid của mạch polypeptide. Một số tácđộng của đột biến sai nghĩa và vô nghĩa trênmạch polypeptide sẽ khác nhau trong một sốtrường hợp cơ bản. Chẳng hạn, nếu một độtbiến sau nghĩa gây ra sự thế amino acid bằngmột cơ chất cùng loại, gọi là thế cùng loại(synonymous substitution), thì sẽ ít tác độngtới cấu trúc và chức năng của protein. Biến đổimà hóa chất khác cơ chất amino acid, gọi làthế khác loại (nonsynonymous substitutions),chúng dễ phát sinh những thay đổi trong cấutrúc và chức năng của protein hơn. Đột biếnvô nghĩa sẽ dẫn tới sự kết thúc chưa hoànchỉnh của dịch mã (premature termination oftranslation). Do đó, chúng ta phải xét tác độngtới chức năng protein. Điển hình, khi đột biếnxảy ra làm đóng đầu tận cùng 3 của khungđọc mở (the open reading frame), thì mộtphần chức năng của mạch polpeptide tạothành bị ngắt bớt, đột biến vô nghĩa sẽ tạo rasản phẩm protein hoàn toàn bất hoạt.Tương tự đột biến vô nghĩa, thêm hay mấtbase đơn có những hệ quả trên trình tựpolypeptide mà kéo dài ra xa kể từ điểm độtbiến. Vì trình tự mRNA được đọc bởi bộmáy dịch mã trong các nhóm mà mỗi nhómgồm ba cặp base (codon), thêm hay mất mộtcặp base đơn DNA sẽ làm thay đổi khung đọckể từ vị trí thêm hay mất và kéo dài đến đầucarboxyl tận cùng của protein. Vì vậy, nhữngtổn hại này gọi là đột biến lệch khung đọc(frameshift mutations). Những đột biến nàylàm cho trình tự amino acid xuôi dòng dịch mãkể từ điểm đột biến phát sinh không còn quanhệ gì với trình tự tổ chức amino acid (originalamino acid sequence). Vì vậy, đột biến lệchkhung đọc đại diện sự mất hoàn toàn cấu trúcvà chức năng của protein bình thường.Bây giờ hãy quay lại những đột biến xảy ratrong trình tự điều hòa và những trình tựkhông mã hóa khác. Những phần của genkhông mã hóa protein chứa đựng nhiều điểmchức năng thiết yếu khác. Ở mức DNA, cónhững điểm chuyên biệt mà protein điều hòaphiên mã phải bám vào. Ở mức RNA, cũng cónhiều trình tự chức năng quan trọng như điểmbám ribosome (ribosome-binding sites ) củacác mRNA vi khuẩn và điểm tự co thắt (self-ligating sites ) của sự cắt intron ở mRNAeukaryot.Sự phân nhánh của các đột biến trong những đoạnkhác đoạn mã hóa polypeptide khó dự đoán hơnnhiều. Thông thường, hệ quả chức năng của bất kìđột biến điểm nào ( thế hoặc thêm hay mất) trongmột vùng tùy thuộc vào vị trí hoặc nó có phá vỡđiểm mang chức năng không. Đột biến phá vỡnhững điểm ấy có khả năng làm thay đổi biểu hiệncủa một gen về số lượng sản phẩm biểu hiện tạimột thời điểm nào đó hoặc trong phản ứ ...