Mutationer

Videogenomgång (flippat klassrum)

Vad är en mutation?

En (ärftlig) förändring av nukleotidsekvensen i arvsmassan.

En muterad gen kodar för ett förändrat protein.

Olika typer av mutationer:

Kromosomavvikelser (kromosommutationer)

Stora förändringar i en kromosom:

• Insertion
• Duplikation
• Deletion
• Inversion

Avvikande antal kromosomer:

• Trisomi-21 (Downs syndrom)
• XXY (Klinefelters syndrom)
• X0 (Turners syndrom)

En individ med Downs syndrom har fått tre exemplar av kromosom nr. 21, därav namnet trisomi-21.

Hur uppkommer mutationer?

Felaktigheter vid replikationen (fel nukleotid sätts in) på grund av:

• Slump
• Skador på DNA-molekylen
• Ämnen (kemikalier) som stör replikationen

Benso[a]pyren, ett av de huvudsakliga cancerframkallande ämnena i tobaksrök.

När benso[a]pyren kan binder till någon kvävebas i DNA-molekylen bildas en "knyck" som gör att DNA-molekylen kommer att läsas av felaktigt nästa gång den kopieras.

Andra skador på DNA-molekylen:

• En bit DNA klyvs bort helt (deletion)
• En bit DNA kopieras och sätts in på ett nytt ställe (duplikation och insertion)
• En bit DNA klipps ut och klistras in igen fast baklänges (inversion)
• Cytosin deamineras till uracil (substitution)

Vad får mutationer för konsekvenser?

Förändring i gen ⇒ förändring i proteinets aminosyrasekvens ⇒ förändring i proteinets struktur ⇒ förändring i proteinets funktion.

Förändringen är oftast negativ: Mutationen gör att proteinets funktion går förlorad.

• Positiv förändring: Förbättrad funktion hos proteinet ⇒ större chans att individen för sina gener vidare till nästa generation (ökad fitness).
• Mutationer i DNA-regioner som styr hur ofta cellen ska dela sig kan leda till cancer (cellerna delar sig okontrollerat).

Sexfingrighet orsakas av en mutation i någon av de gener som styr handens utveckling under fosterstadiet.

Duplikationer kan vara mycket positiva:

1. Organismen har en "säkerhetskopia" om den första genen skulle sluta fungera
2. Den andra kopian kan evolvera till något nytt mycket fortare, eftersom den inte är nödvändig för cellens överlevnad.

Mutationer som sker vid meios (när det bildas könsceller) kan föras över till nästa generation ⇒ evolution.

Mutationer kan vara utan konsekvens ("tysta" mutationer):

• Mutation sker i en region av DNA som inte kodar för något protein, och som inte styr någon gen.
• Mutationen leder till att samma aminosyra som innan translateras.
  Exempel:
  
  

  DNA-sekvens	mRNA (kodon)	Aminosyra
  AAA	UUU	Fenylalanin
  AAG	UUC	Fenylalanin

Hur undviks mutationer?

Kontroll- och reparationssystem vid replikeringen.

"Gammal" DNA-molekyl är metylerad (försedd med metylgrupper).

1. Reparationsenzymer skannar av en nyligen replikerad DNA-molekyl, letar efter felaktiga basparningar, till exempel AC-par.
2. Eftersom den "gamla" DNA-strängen (mallen) är metylerad kan reparationsenzymer ersätta felaktiga kvävebaser i den nya DNA-strängen med korrekta.
3. Efter ett tag metyleras även den nytillverkade DNA-strängen ⇒ Det går inte längre att avgöra vad som är mall och vad som är kopia ⇒ mutationen går vidare till dottercell vid nästa celldelning.

DNA-polymeras II är ett av de enzymer som troligtvis har en kontroll- och reparationsfunktion under replikationen hos E. coli.