Các dạng đột biến gen

Các dạng đột biến gen

Ở 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).
Để mô tả chúng, ta xem xét cách thức một
đột biến biến đổi trình tự base của một mạch
DNA (biến đổi bổ trợ sẽ diễn ra ở mạch
khác). Thay đổi vị trí là sự thay thế một
base bằng base khác có cùng tính chất hóa
học (purine được thay bằng purine: thay A
bởi G hay G bởi A; pyrimidine được thay
bằng pyrimidine: thay C bởi T hay T bởi C).
Đảo chuyển là sự thay thế ngược lại của một
base thuộc loại hóa chất này bằng base của
loại hóa chất khác (pyrimidine được thay
bằng purine: C bởi A, C bởi G, T bởi A, T
bởi G; purine được thay bằng pyrimidine: A
bởi C, A bởi T, G bởi C, G bởi T). Trong
việc mô tả những thay đổi cùng loại ở mức
mạch kép DNA, chúng ta phải nói rõ các
thành viên của cặp 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
của cặp nucleotide;tuy nhiên, theo qui ước

gọi là thêm hay mất cặp base. Giản tiện nhất
thì những đột biến này là thêm cặp base đơn
(single-base-pair additions ) hay mất cặp
base đơn (single-base-pair deletions). Có
nhiều ví dụ về sự phát sinh đồng thời đột
biến thêm hay mất nhiều cặp base ((tại cùng
thời điểm. Như chúng ta sẽ thấy một lát nữa
trong chương này, những cơ chế chọn lựa
sản sinh đột biến thêm hay mất nhiều cặp
base nào đó là nguyên nhân gây ra nhiều
bệnh di truyền nào đó ở người.
Những hệ quả về mặt chức năng của các loại
đột biến điểm khác nhau đó là gì ? Trứoc
hết, xem xét những gì xảy ra khi đột biến
hướng tới phần mã hóa polypeptide của gen
(polypeptidecoding part of a gene). Đối với
đột biến thế base đơn, có hai hệ quả khả dĩ
về khía cạnh mã di truyền: thoái hóa mã và
sự hiện hữu của codon ở điểm tận cùng
phiên mã.

1. Thế im lặng (Silent substitutions): đột
biến thay đổi một codon mã hóa amino acid
này thành một codon khác mã hóa amino
acid cùng loại.

2. Đột biến sai nghĩa (Missense
mutations):codon mã hóa amino acid này bị
thay bằng codon mã hóa amino acid khác.

3. Đột biến vô nghĩa (Nonsense mutations):
codon mã hóa amino acid bị thay bằng
codon kết thúc dịch mã ( termination (stop)
codon).

Thế im lặng không bao giờ biến đổi trình tự
amino acid của mạch polypeptide. Một số
tác động của đột biến sai nghĩa và vô nghĩa
trên mạch polypeptide sẽ khác nhau trong
một số trường hợp cơ bản. Chẳng hạn, nếu
một đột biến sau nghĩa gây ra sự thế amino
acid bằng một cơ chất cùng loại, gọi là thế
cùng loại (synonymous substitution), thì sẽ
ít tác động tới cấu trúc và chức năng của
protein. Biến đổi mà hóa chất khác cơ chất
amino acid, gọi là thế khác loại
(nonsynonymous substitutions), chúng dễ
phát sinh những thay đổi trong cấu trúc và
chức năng của protein hơn. Đột biến vô
nghĩa sẽ dẫn tới sự kết thúc chưa hoàn
chỉnh của dịch mã (premature termination of
translation). Do đó, chúng ta phải xét tác
động tới chức năng protein. Điển hình, khi
đột biến xảy ra làm đóng đầu tận cùng 3' của
khung đọc mở (the open reading frame), thì
một phần chức năng của mạch polpeptide
tạo thành bị ngắt bớt, đột biến vô nghĩa sẽ
tạo ra sản phẩm protein hoàn toàn bất hoạt.
Tương tự đột biến vô nghĩa, thêm hay mất
base đơn có những hệ quả trên trình tự

polypeptide mà kéo dài ra xa kể từ điểm đột
biến. Vì trình tự mRNA được " đọc" bởi bộ
máy dịch mã trong các nhóm mà mỗi nhóm
gồm ba cặp base (codon), thêm hay mất một
cặp base đơn DNA sẽ làm thay đổi khung
đọc kể từ vị trí thêm hay mất và kéo dài đến
đầu carboxyl tận cùng của protein. Vì vậy,
những tổn hại này gọi là đột biến lệch khung