2) состава триплетов в ДНК (+)
3) строения аутосом
4) структуры хромосом
Генная мутация представляет собой изменение нуклеотидной последовательности ДНК в пределах отдельного гена или прилегающих регуляторных участков. Наиболее типичный механизм — замена одного нуклеотида, вставка или выпадение нуклеотидов; в кодирующей области это может приводить к изменению состава триплета (кодона) и, соответственно, аминокислотной последовательности белка. Поэтому отмеченный вариант отражает молекулярную основу генных мутаций.
Последствия зависят от характера изменения: синонимическая замена не изменяет аминокислоту, миссенс-мутация приводит к ее замене, нонсенс-мутация создает преждевременный стоп-кодон, а инсерция или делеция числа нуклеотидов, не кратного трем, вызывает сдвиг рамки считывания. Мутации также могут нарушать сайты сплайсинга или регуляторные последовательности и изменять количество синтезируемого белка без непосредственного изменения его аминокислотного состава.
Изменение числа хромосом относится к геномным мутациям, а перестройки участков хромосом — к хромосомным аберрациям. Эти процессы отличаются от точечных изменений последовательности конкретного гена, хотя при крупных структурных перестройках могут быть вторично затронуты отдельные гены. Для подтверждения генной мутации используют ПЦР, секвенирование Sanger или массивное параллельное секвенирование; выявленный вариант оценивают с учетом его патогенности и клинической значимости.
| Уровень генетического изменения | Основной механизм | Типичный пример | Диагностическое и функциональное значение |
|---|---|---|---|
| Генная мутация: замена | Замена одного нуклеотида в последовательности ДНК | Миссенс-, нонсенс- или синонимическая замена | Определяется секвенированием; эффект зависит от измененного кодона и функционального домена белка |
| Генная мутация: инсерция или делеция | Добавление или выпадение нуклеотидов | Сдвиг рамки считывания при изменении числа нуклеотидов, не кратного трем | Часто приводит к преждевременному стоп-кодону и образованию укороченного нефункционального белка |
| Мутация повторов | Увеличение числа коротких повторяющихся последовательностей | Экспансия тринуклеотидных повторов | Может проявляться антиципацией; выявляется методами ПЦР с анализом размера фрагмента или секвенированием |
| Хромосомная мутация | Изменение структуры хромосомы | Делеция, дупликация, инверсия, транслокация | Выявляется кариотипированием, FISH или хромосомным микроматричным анализом |
| Геномная мутация | Изменение числа хромосом или их наборов | Трисомия, моносомия, полиплоидия | Диагностируется цитогенетическими методами; не является изменением последовательности отдельного гена |
| Мозаицизм | Наличие генетически различающихся клеточных клонов у одного человека | Постзиготическая мутация, присутствующая только в части клеток | Результат зависит от типа исследованной ткани и доли мутантных клеток |
Таким образом, ключевым критерием генной мутации является изменение первичной последовательности ДНК на уровне отдельного гена. Нарушение триплетов может изменять кодирование белка, его стабильность, активность или уровень экспрессии. В судебно-медицинской практике молекулярно-генетическое исследование позволяет устанавливать наследуемые варианты, соматические изменения и родственные связи при корректной интерпретации результатов. Разграничение генных, хромосомных и геномных мутаций необходимо для выбора адекватного лабораторного метода.