Was ist eine Nonsense-Mutation?

Immer wenn sich die Struktur oder Menge der DNA in einem Organismus ändert, spricht man von einer Mutation . Es gibt verschiedene Arten von Mutationen, je nachdem, wo die Veränderung stattfindet und wie die DNA beeinflusst wird. Eine Nonsense-Mutation ist eine einzelne Basensubstitution oder Punktmutation. Bei einer Nonsense-Mutation wird nur eine Base im DNA-Strang verändert.

DNA besteht aus einer Doppelhelix langer Nukleotidstränge, an die stickstoffhaltige Basen gebunden sind. Die vier Basen sind Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Nukleotide sind miteinander verbunden, um lange Polynukleotidstränge zu bilden. Die beiden Stränge werden durch Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basenpaaren zusammengehalten.

Jede Base ist abhängig von der Anzahl der chemischen Ringe in ihrer Molekülstruktur entweder eine Purin- oder eine Pyrimidinbase. Purinbasen haben zwei chemische Ringe und umfassen Adenin und Guanin. Pyrmidinbasen haben nur einen chemischen Ring und umfassen Cytosin und Thymin. Die Purinbasen paaren sich immer mit den Pyrimidinbasen, genauer gesagt Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin.

Wenn Proteine ​​in einer Zelle synthetisiert werden, wird die Information für jedes Protein in den Genen entlang der DNA-Stränge übertragen. Ein Triplett von Basen oder Codons in einem Gen kodiert für eine bestimmte Aminosäure, die ein Baustein für Proteinmoleküle ist. Die Sequenz der Aminosäuren, die zur Bildung eines Proteins verwendet werden soll, wird durch die Sequenz der Codons bestimmt. Änderungen in diesen Codons können, wenn sie nicht repariert werden, das gebildete Protein beeinflussen.

Um ein Protein zu bilden, treten zwei Prozesse auf. Zunächst wird die DNA im Zellkern in Messenger-RNA (mRNA) transkribiert. mRNA ist ein einzelsträngiges Molekül und kann daher den Kern durch kleine Löcher oder Poren in der Kernmembran verlassen. Die mRNA trägt nun die Information zur Synthese eines Proteins während der Translation im Zytoplasma der Zelle.

Nonsense-Mutationen beeinflussen die genetische Kodierungsregion der DNA. Wenn eine Nonsense-Mutation auftritt, wird eine Base so geändert, dass der Triplettcode für ihre Aminosäure in Code für ein Stopcodon geändert wird. Die Stopcodons sind TTA, TAG oder TGA. Eine Nonsense-Mutation führt zum Stillstand der Transkription der DNA in mRNA, was bedeutet, dass der mRNA-Strang kürzer ist als er sein sollte. Je früher im Gen diese Mutation auftritt, desto kürzer ist die mRNA und desto kürzer ist das Protein, wodurch die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass es funktioniert.

Es gibt eine Reihe von genetischen Störungen, die durch Unsinnmutationen verursacht werden. Mukoviszidose wird durch Mutationen im Gen verursacht, das für das CFTR-Protein (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) kodiert. Einige Patienten haben eine Nonsense-Mutation im Gen, die dazu führt, dass ein großer Teil des Proteins nicht gebildet wird. Jegliche Defekte in diesem Protein verursachen die verschiedenen Symptome der Erkrankung. Andere Zustände, die durch Nonsense-Mutationen verursacht werden können, umfassen Duchenne-Muskeldystrophie, Beta-Thalassämie und Hurler-Syndrom.