Înlocuire sinonimă - Synonymous substitution

Pentru cuvinte legate de „sinonim”, consultați Sinonim (dezambiguizare) .

O substituție sinonimă (denumită adesea o substituție silențioasă, deși nu sunt întotdeauna tăcute) este înlocuirea evolutivă a unei baze cu alta într-un exon al unei gene care codifică o proteină , astfel încât secvența de aminoacizi produsă să nu fie modificată. Acest lucru este posibil deoarece codul genetic este „ degenerat ”, ceea ce înseamnă că unii aminoacizi sunt codificați de mai mult de un codon cu trei perechi de baze ; deoarece unii dintre codonii pentru un anumit aminoacid diferă cu o singură pereche de baze de alții care codifică același aminoacid, o mutație care înlocuiește baza „normală” cu una dintre alternative va avea ca rezultat încorporarea aceluiași aminoacid în creșterea lanțului polipeptidic atunci când gena este tradusă. Substituțiile și mutațiile sinonime care afectează ADN necodificat sunt adesea considerate mutații silențioase ; cu toate acestea, nu este întotdeauna cazul în care mutația este tăcută.

O mutație sinonimă poate afecta transcrierea , îmbinarea , transportul ARNm și traducerea , oricare dintre acestea ar putea modifica fenotipul rezultat , făcând mutația sinonimă non-silențioasă. Specificitatea de substrat al ARNt codonului rare poate afecta calendarul de traducere și rotiți în co-translație pliere a proteinei . Acest lucru se reflectă în tendința de utilizare a codonilor care se observă la multe specii . O substituție nesinonimă are ca rezultat o schimbare a aminoacizilor care poate fi clasificată în mod arbitrar în continuare ca fiind conservatoare (o schimbare la un aminoacid cu proprietăți fiziochimice similare ), semi-conservatoare (de exemplu, aminoacizi încărcați negativ la aminoacizi încărcați pozitiv ) sau radicali (amino foarte diferit) acid).

Degenerarea codului genetic

Traducerea proteinelor implică un set de douăzeci de aminoacizi . Fiecare dintre acești aminoacizi este codificat de o secvență de trei perechi de baze ADN numite codon . Deoarece există 64 de codoni posibili, dar doar 20-22 aminoacizi codificați (în natură) și un semnal de oprire (adică până la trei codoni care nu codifică niciun aminoacid și sunt cunoscuți ca codoni de oprire , indicând faptul că traducerea ar trebui să se oprească) , unii aminoacizi sunt codificați de 2, 3, 4 sau 6 codoni diferiți. De exemplu, codonii TTT și TTC ambele codifică aminoacidul fenilalanină . Aceasta este adesea denumită redundanță a codului genetic . Există două mecanisme pentru redundanță: mai multe ARN-uri de transfer diferite pot livra același aminoacid sau un ARNt poate avea o bază oscilantă nestandardizată în poziția a treia a anti-codonului, care recunoaște mai mult de o bază în codon.

În exemplul de fenilalanină de mai sus, să presupunem că baza din poziția 3 a unui codon TTT a fost substituită cu un C, lăsând codonul TTC. Aminoacidul din această poziție în proteină va rămâne fenilalanină. Prin urmare, substituirea este una sinonimă.

Evoluţie

Când apare o mutație sinonimă sau mută , schimbarea este adesea presupusă a fi neutră , ceea ce înseamnă că nu afectează aptitudinea individului care poartă noua genă pentru a supraviețui și a se reproduce.

Este posibil ca modificările sinonime să nu fie neutre, deoarece anumite codoni sunt traduse mai eficient (mai rapid și / sau mai precis) decât altele. De exemplu, când s-au introdus o mână de modificări sinonime în gena alcoolului dehidrogenază a muștei fructelor, schimbând mai mulți codoni în sinonime sub-optime, producția enzimei codificate a fost redusă, iar muștele adulte au prezentat o toleranță mai mică la etanol. Multe organisme, de la bacterii la animale, prezintă o utilizare părtinitoare a anumitor codoni sinonimi. O astfel de distorsiune de utilizare a codonilor poate apărea din diferite motive, unele selective și altele neutre. În Saccharomyces cerevisiae, utilizarea codonilor sinonimi influențează stabilitatea plierii ARNm , ARNm codificând diferite structuri secundare proteice , preferând codoni diferiți.

Un alt motiv pentru care modificările sinonime nu sunt întotdeauna neutre este faptul că secvențele de exoni apropiați de marginile exon-intron funcționează ca semnale de îmbinare a ARN-ului . Când semnalul de îmbinare este distrus de o mutație sinonimă, exonul nu apare în proteina finală. Acest lucru are ca rezultat o proteină trunchiată. Un studiu a constatat că aproximativ un sfert din variațiile sinonime care afectează exonul 12 al genei regulatorului conductanței transmembranare a fibrozei chistice duce la omiterea exonului respectiv.

Vezi si

Referințe