Синонимичная мутация
Cинонимичная мутация, или синонимичная замена — мутация замены нуклеотида в кодирующей части гена, при которой вследствие вырожденности генетического кода последовательность аминокислот в белке, кодируемом этим геном, не изменяется. Синонимичная мутация относится к точечным мутациям. Термин «синонимичная мутация» нельзя отнести к некодирующим участкам генома[1].
Вырожденность генетического кода
[править | править код]Полный набор аминокислот, входящих в состав белков, включает 20 аминокислот, каждая из которых кодируется последовательностью из трёх нуклеотидов, называемой кодоном. Поскольку существует 64 возможных кодона, 20 кодируемых аминокислот и до трёх кодонов, кодирующих стоп-сигнал (т. н. стоп-кодон, указывающий на остановку трансляции) выходит, что некоторые аминокислоты кодируются несколькими кодонами. Это явление часто называют избыточностью генетического кода, или вырожденностью генетического кода.
Вырожденность генетического кода приводит к тому, что если, например, в результате мутации кодон ТТТ превратился в ТТС, то кодируемая им аминокислота не изменилась (фенилаланин).
Влияние на организм
[править | править код]Зачастую синонимичные мутации называют «молчащими», то есть не влияющими на приспособленность, выживаемость и размножение, но они не всегда проходят без каких-либо проявлений[2][3][4][5].
Исследования показали, что эти мутации могут оказывать значительное влияние на сплайсинг, стабильность РНК, трансляцию или на фолдинг белка, происходящий во время трансляции (из-за влияния специфичности субстрата тРНК в кодоне). Синонимичные мутации могут приводить к наследственным заболеваниям человека и могут коррелировать с клиническим исходом или ответом на терапию. При раке эти мутации, по оценкам, составляют 6-8 % всех мутаций-драйверов, возникающих из-за однонуклеотидных замен. Онкогены обогащены молчащими мутациями, не обнаружено обогащения в генах супрессоров опухолей (кроме TP53)[6].
Последовательности экзонов, близкие к границам экзон-интрон, функционируют как сигналы сплайсинга РНК. Когда сигнал сплайсинга разрушается синонимичной мутацией, экзон не появляется в конечном белке, что приводит к его усечению[7].
Синонимичных мутаций мало на 5'-конце кодирующей последовательности, а также на концах внутренних экзонов[6].
Синонимичные мутации подвержены естественному отбору у разных видов и распространены в геномах не одинаково[8][9].
Примечания
[править | править код]- ↑ Костерин О. Э. Основы генетики: учеб. пособие в 2 ч. / О. Э. Костерин. — Новосибирск: РИЦ НГУ, 2015. — Т. 1. — С. 113—122. — 410 с. — ISBN 978-5-4437-0447-0.
- ↑ C. Kimchi-Sarfaty, J. M. Oh, I.-W. Kim, Z. E. Sauna, A. M. Calcagno. A "Silent" Polymorphism in the MDR1 Gene Changes Substrate Specificity (англ.) // Science. — 2007-01-26. — Vol. 315, iss. 5811. — P. 525–528. — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203. — doi:10.1126/science.1135308.
- ↑ Patrick Goymer. Synonymous mutations break their silence (англ.) // Nature Reviews Genetics. — 2007-02. — Vol. 8, iss. 2. — P. 92–92. — ISSN 1471-0064 1471-0056, 1471-0064. — doi:10.1038/nrg2056. Архивировано 4 апреля 2022 года.
- ↑ Tong Zhou, Eun A. Ko, Wanjun Gu, Inja Lim, Hyoweon Bang. Non-Silent Story on Synonymous Sites in Voltage-Gated Ion Channel Genes // PLoS ONE. — 2012-10-31. — Т. 7, вып. 10. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0048541.
- ↑ Nature encyclopedia of the human genome. — London: Nature Pub. Group, 2003. — 5 volumes с. — ISBN 0-333-80386-8, 978-0-333-80386-8.
- ↑ 1 2 Yogita Sharma, Milad Miladi, Sandeep Dukare, Karine Boulay, Maiwen Caudron-Herger. A pan-cancer analysis of synonymous mutations // Nature Communications. — 2019-06-12. — Т. 10, вып. 1. — С. 2569. — ISSN 2041-1723. — doi:10.1038/s41467-019-10489-2. Архивировано 4 июня 2021 года.
- ↑ Franco Pagani, Michela Raponi, Francisco E. Baralle. Synonymous mutations in CFTR exon 12 affect splicing and are not neutral in evolution (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2005-05-03. — Vol. 102, iss. 18. — P. 6368–6372. — ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.0502288102. Архивировано 3 июня 2021 года.
- ↑ D. Allan Drummond, Claus O. Wilke. Mistranslation-Induced Protein Misfolding as a Dominant Constraint on Coding-Sequence Evolution // Cell. — 2008-07. — Т. 134, вып. 2. — С. 341–352. — ISSN 0092-8674. — doi:10.1016/j.cell.2008.05.042.
- ↑ Fran Supek, Nives Škunca, Jelena Repar, Kristian Vlahoviček, Tomislav Šmuc. Translational Selection Is Ubiquitous in Prokaryotes (англ.) // PLoS Genetics / Nancy A. Moran. — 2010-06-24. — Vol. 6, iss. 6. — P. e1001004. — ISSN 1553-7404. — doi:10.1371/journal.pgen.1001004.