2) восстановление нуклеотидной последовательности
3) преждевременную терминацию трансляции (+)
4) замену нуклеотидных пар без изменения смысла кодона
Нонсенс-мутация — это обычно однонуклеотидная замена, в результате которой кодон, кодирующий аминокислоту, превращается в стоп-кодон (UAA, UAG или UGA). Такой стоп-сигнал возникает раньше физиологической точки окончания открытой рамки считывания, поэтому правильный ответ — преждевременная терминация трансляции. В результате формируется укороченный полипептид, часто лишённый функционально значимого домена и неспособный выполнять нормальную биологическую функцию.
Последствия зависят от положения варианта в гене, длины сохраняющейся части белка и особенностей транскрипта. Преждевременный стоп-кодон может активировать нонсенс-опосредованную деградацию мРНК (nonsense-mediated decay, NMD), что приводит к снижению количества транскрипта и белка; при расположении в терминальной части гена укороченный белок иногда сохраняет остаточную активность. В молекулярно-генетической диагностике такие варианты обозначают, например, как c.123C>T, p.Arg41* или p.Arg41Ter; их клиническая значимость оценивается с учётом типа заболевания, положения варианта и данных о нарушении экспрессии или функции белка.
| Тип варианта | Изменение генетической информации | Основное последствие |
|---|---|---|
| Нонсенс-мутация | Смысловой кодон превращается в стоп-кодон | Преждевременная терминация трансляции, укороченный белок или деградация мРНК посредством NMD |
| Миссенс-мутация | Один кодон заменяется другим, кодирующим иную аминокислоту | Аминокислотная замена; эффект варьирует от нейтрального до полного нарушения функции белка |
| Синонимическая мутация | Замена нуклеотида без изменения кодируемой аминокислоты | Обычно не меняет белковую последовательность, но может влиять на сплайсинг, стабильность мРНК или скорость трансляции |
| Мутация со сдвигом рамки считывания | Вставка или делеция числа нуклеотидов, не кратного трём | Изменение всех последующих кодонов и часто раннее появление стоп-кодона |
| Стоп-loss-вариант | Стоп-кодон заменяется смысловым кодоном | Удлинение полипептида за счёт продолжения трансляции до следующего стоп-сигнала |
| Вариант сайта сплайсинга | Нарушение консенсусной последовательности интрон-экзонных границ или регуляторного участка сплайсинга | Аберрантный сплайсинг, пропуск экзона или включение интронной последовательности; возможен вторичный преждевременный стоп-кодон |
Нонсенс-варианты особенно значимы при заболеваниях, обусловленных недостаточностью белка, поскольку приводят к потере функции гена. При интерпретации результата учитывают частоту варианта в популяционных базах, соответствие фенотипу, данные о консервативности и структуре белка, а также вероятность активации NMD. Для окончательной классификации могут потребоваться анализ РНК, исследование уровня белка и функциональные тесты. Терминация трансляции сама по себе является молекулярным механизмом, тогда как выраженность клинических проявлений определяется конкретным геном и типом наследственного заболевания.