О мутациях/вариантах
Мы все отличаемся друг от друга (кроме идентичных близнецов), и наше ДНК также отличается.
Мутация – это любое изменение в геноме, это то, чем мы отличаемся друг от друга. Это довольно старый термин, который может негативно восприниматься людьми, т.к. мутация представляется чем-то вредным. На самом деле, большинство мутаций не вызывают никаких вредных последствий. Часто встречающиеся мутации называют вариантами. По сути, и мутации, и варианты – это изменения в ДНК. Для упрощения, далее используем слово мутация.
Мутации бывают крупными и мелкими, затрагивающими всего один нуклеотид. Для обозначения таких мелких мутаций используется термин snp , или single nucleotide polymorphism, снип. Возможна как замена одного нуклеотида на другой (наиболее частый вариант; было: ATTGC, стало: GTTGC), так и удаление нуклеотида (было: ATTGC, стало: ATGC) или дупликация (было: ATTGC, стало: ATTTGC).
Существуют также крупные мутации, например, изменение количества хромосом. Самый известный генетический синдром, синдром Дауна – это заболевание, возникающее из-за трех хромосом 21. В норме у здорового человека две хромосомы 21.
Другие крупные мутации затрагивают участки внутри хромосом. Молекула ДНК может подвергаться самым разным изменениям:
- Делеция - удаление участка ДНК
- Инсерция – вставка участка ДНК
- Дупликация – удвоение участка ДНК
- Транслокация – перенос участка ДНК
Последствия однонуклеотидных мутаций (snp) могут быть различными. Обычно snp или вовсе не влияет на структуру белка, или меняет ее незначительно, однако, в ряде случаев snp может полностью прекратить синтез белка с той копии гена, где расположена мутация.
Последствия крупных перестроек обычно серьезнее, и чем крупнее перестройка, и чем больше генов затронуто, тем выше вероятность, что мутация приведет к заболеваниям. При этом, дупликации могут быть так же вредны, как делеции, так как увеличение числа копий гена влияет на регуляторные процессы и может вызвать заболевание. В генетике больше – не значит лучше.
У каждого из нас в геноме есть тысячи и тысячи мутаций, мелких и крупных. Только небольшая часть мутаций может вызвать заболевание.
Как узнать, вредна ли мутация?
Сегодня существует упрощенная классификация мутаций (вариантов) по степени связи с болезнями. По этой классификации мутации делятся на:
- Патогенные
это мутации, которые были описаны ранее, и связаны с развитием определенного заболевания. Патогенный вариант в одном гене не всегда ведет к болезни, т.к. его может скомпенсировать другой ген без мутации (как помните, у нас двойной набор аутосом и генов на них). - Вероятный патогенные
эти мутации были найдены у небольшого количества пациентов, или не были найдены ранее, но они затрагивают область ДНК, повреждение которой связано с развитием определенного заболевание. Чаще всего такие мутации приводят к изменению структуры белка. Вероятно, такие мутации вызывают заболевание. - Мутации неопределенного значения
предполагается, что эти мутации существенно изменяют структуру или функцию белка, важного для жизнедеятельности организма. При этом, на сегодня недостаточно информации о том, доброкачественна ли данная мутация, или патогенна. - Вероятно доброкачественные
эти мутации не являются редкими, и не влияют на белки. Вероятно, они не вызывают заболеваний. - Доброкачественные
эти мутации встречаются часто, у здоровых людей и не вызывает заболевания.
Как видите, классификация далека от точности. Масса мутаций оказывается в категории неопределенного значения. Кроме того, многие мутации меняют со временем категории, и из патогенных могут перейти в неопределенное значение или даже доброкачественные.
Существуют мутации, которые влияют на риск заболевания и увеличивают риск, например, шизофрении, в 2 раза по сравнению со средним риском (1%). Таких мутаций может быть довольно много. Каждый человек является носителем сотен мутаций, увеличивающих риски тех или иных заболеваний. Некоторые мутации оказываются протективными, то есть, защищают от развития болезни. Упрощенно можно сказать, что общий риск складывается из рисков всех мутаций. При этом взаимовлияния мутаций, которые могут иметь место, пока не исследованы.
О генетике, коротко и просто, часть 1 (что такое ДНК, и что в ней закодировано) - здесь