Các dạng đột biến gen

1. Đột biến thay cặp nucleotide (base pair substitution)

Một cặp nucleotide trong cấu trúc của gene bị thay bởi một cặp nucleotide khác. Tùy theo hậu quả của nó trên chuỗi polypeptide mà được chia làm ba loại:

a. Đột biến đồng nghĩa (silent substitution)

Do tính chất thoái hóa của mã bộ ba nên đột biến làm thay đổi bộ ba mã hóa nhưng không làm đổi nghĩa do đó không làm thay đổi trình tự của các amino acid trong chuỗi polypeptide do đó không gây hậu quả trên kiểu hình.

b. Đột biến sai nghĩa (missense mutation)(hình 1)

Đột biến chỉ làm thay đổi một amino acid trong chuỗi polypeptide.

c. Đột biến vô nghĩa (nonsense mutation) (hình 1)

Đột biến làm cho một codon có nghĩa trở thành một codon kết thúc (UAA, UAG hoặc UGA trên mRNA). Những codon này báo hiệu chấm dứt quá trình giải mã nên dẫn đến việc ngừng tổng hợp protein sớm và tạo nên các chuỗi polypeptide ngắn hơn bình thường. Ngược lại nếu một codon kết thúc bị đột biến thành một codon có nghĩa thì chuỗi polypeptide sẽ bị kéo dài.

2.  Đột biến thêm (insertion) và mất (deletion) một hoặc nhiều cặp nucleotide

Những  đột biến thuộc loại này thường gây ra các hậu quả nghiêm trọng. Nếu  đột biến làm thừa hoặc mất ba nucleotide thuộc cùng một codon hoặc là một bội số của codon sẽ dẫn  đến việc thừa hoặc thiếu 1 hoặc vài amino acide. Nếu số nucleotide thêm hoặc mất không phải là một bội số của codon sẽ làm thay đổi trình tự của các nucleotide từ vị trí đột biến về phía cuối gen, loại đột biến này được gọi là đột biến đổi khung (frameshift mu-tation) (hình 2)

Ví dụ:  Đột biến thêm 1 nucleotide Adenine vào vị trí thứ 6 của chuỗi nucleotide sau 5’ - ACT - GAT - TGC - GTT - 3’ sẽ làm thay đổi trình tự của nó thành: 5’ - ACT - GAA - T TG - CGT - T 3’ và do đó trình tự amino acid từ Thr - Asp - Cys - Val sẽ trở thành Thr - Glu - Leu - Arg.

Đột biến đổi khung thường làm xuất hiện một codon vô nghĩa sau vị trí đột biến dẫn đến việc cắt ngắn chuỗi polypeptide.

3. Đột biến trên vị trí khởi động (promotor mutation)

Đột biến xảy ra trên vị trí khởi động của gen có thể làm giảm ái lực của RNA polymerase tại vị trí này và dẫn đến kết quả là giảm sản xuất mRNA và qua đó làm giảm sản lượng protein.

Đột biến xảy ra trên các gene mã hóa cho các yếu tố sao mã (transcription factor gene) hoặc trên các  đoạn thúc  đẩy (enhancer) của gene cũng gây ra hậu quả tương tự.

4. Đột biến ở  vị trí cắt (splice site mutation)

Đột biến xảy ra  ở ranh giới của các  đoạn exon và intron do đó làm thay đổi các vị trí báo hiệu cho việc cắt chính xác các  đoạn intron. Những đột biến này có thể xảy ra trên đoạn GT có chức năng xác  định vị trí cho 5’ (5’ donor site) hay  ở vị trí nhận 3’ (3’ acceptor site), hoặc có thể xảy ra ở những vùng lân cận các vị trí này (hình 3).

Khi  đột biến này xảy ra, việc cắt có thể sẽ được thực hiện  ở trong exon tiếp theo. Vị trí cắt mới này có trình tự nucletide hơi khác so với ở vị trí bình thường, thường không được dùng đến và được “dấu” trong đoạn exon. Chúng  được gọi là các  vị trí cắt  ẩn (cryptic splice site). Việc cắt tại những vị trí cắt bí ẩn sẽ làm mất đoạn một phần exon  hoặc đôi khi mất nguyên cả một exon. Đột biến này cũng có thể làm cho một phần hoặc