Mutaatiot
Wikipedian mukaan (2009) mutaatiot ovat muutoksia geeneissä, kromosomeissa tai
kromosomistoissa. Ne merkitsevät perimäaineen (
DNA
ja
RNA) informaation määrän kasvua,
vähentymistä tai muuttumista. Mutaatiot johtuvat DNAn muutoksista, joita syntyy
sekä spontaanisti että mutageenien (mutaatiota aiheuttavien tekijäiden)
vaikutuksesta. Spontaanit mutaatiot ovat syntytavoiltaan epäselviä. Niitä voivat
aiheuttaa mm. solun sisäiset kemialliset tapahtumat (kuten metylaatio ja
hapettuminen) sekä DNA-kopioinnin virheet. Tunnettuja mutageenejä ovat ionisoiva
säteily ja jotkut kemikaalit (esim. kadmium). Myös virukset voivat aiheuttaa
mutaatioita.
DNA-virheitä syntyy tuhansia päivässä, mutta vain pieni osa jää pysyviksi eikä
niilläkään ole useimmiten sanottavaa merkitystä. Kromosomistomutaatioissa
kromosomeja tai kokonaisia kromosomistoja on liikaa tai liian vähän. Esimerkiksi
Downin oireyhtymän aiheuttaa tavallisesti ylimääräinen 21 kromosomi.
Kromosomimutaatiossa taas on kysymys kromosomin rakenteen katkeamisesta.
Kromosomimutaatiolajeja ovat häviämä eli
deleetio (esim.
CATCH22-sairaudet tai
Williamsin
oireyhtymä), jossa kromosomista häviää jokin osa; ja kahdentuma eli
duplikaatio (esim.
Duplikaatio 10q),
jossa kromosomiin liittyy toinen samanlainen osa toisesta kromosomista; sekä
kääntymä eli
inversio (
Inversio 9
oireyhtymä), jossa kromosomin geenien järjestys muuttuu käänteiseksi
josssakin kromosomin osassa; liittymä eli
insertio (voi aiheuttaa mm.
Neurofibromatoosi I:n), jossa kromosomiin liittyy jokin toisen kromosomin
osa tai osia muualta samasta kromosomista; ja lisäksi vielä siirtymä eli
translokaatio (
Robertsonin (13;14)
kromosomitranslokaatio), jossa erilaiset kromosomit vaihtavat osia.
Geenimutaatio on jonkun geenin alueella tapahtuva pmuutos, jossa DNA:n osanen
eli nukleotidi katoaa, liittyy tai muuttuu. Yhden nukleotidin muutos tunnetaan
pistemutaationa, jotka jaetaan neljään ryhmään. Nämä ovat hiljainen mutaatio
(kodoni eli kolmesta nukleotidista koostuva geneettisen tiedon pienin yksikkä,
joka koodaa mutaation jälkeen edelleen samaa aminohappoa, joten mutaatiolla ei
ole vaikutusta), missense-mutaatio (kodoni koodaa eri aminohappoa),
nonsense-mutaatio (kodoni on pysähtymiskodoni, jolloin polypeptidiketjun
syntetisoituminen päättyy ennen aikojaan), neutraali mutaatio (kodoni muuttuu
toista, kemiallisesti samankaltaista aminohappoa koodavaksi kodoniksi - uusi
proteiini toimii silti normaalisti).
Sisko
Salomaa (2002) kirjoitti, että mutaatiot ovat useimmiten
dominoivia, sillä vallitsevan periytymisensä vuoksi ne ilmenevät heti
seuraavassa sukupolvessa, kun taas resessiivinen uusi mutaatio jää seuraavassa
sukupolvessa todennäköisesti havaitsematta. Mutaatiotaajuus vaihtelee
geeneittäin. Eräiden geenien mutaatiotaajuudeksi on arvioitu 1/30.000ä1/50.000
elävänä syntynyttä lasta kohden, kun ilmaantuvuus joidenkin muiden geenien
kohdalla voi olla paljon alhaisempi. Joidenkin ihmisten perinnällisten
sairauksien kohdalla mutaatiotaajuus voi olla korkea, esimerkiksi
Neurofibromatoosi I:ssä 1/6.000.
HUS:n ohjedokumentissa (2004) kerrottiin, että kromosomipoikkeavuuksia tutkitaan
G-raita-analyysin avulla. Lisäksi voidaan käyttää fluoresenssi in situ
hybridisaatio (FISH) -tutkimusta. Sitä käytetään synnynnäisten kehityshäiriöiden
diagnostiikassa, sikiädiagnostiikassa sekä syäpien diagnostiikassa ja
seurannassa. FISH:n avulla voidaan tunnistaa kokonaisia kromosomeja, kromosomin
osia tai yksittäisiä geenejä käyttämällä tutkimustilanteeseen sopivia
DNA-koettimia. Tutkittavasta näytteestä tehdään valmiste fluoresoivalla värillä
leimatulla DNA-koettimella. Valmistetta analysoidaan fluoresenssimikroskoopilla
tietokonepohjaisen kuva-analyysin avulla. Translokaatioiden aiheuttamia
fuusiogeenejä voidaan selvittää polymeraasiketjureaktiolla (PCR) joko
genomisesta DNA:sta (esim. IG/BCL-2-fuusio) tai tRNA:sta (RT-PCRmenetelmä, esim.
BCR/ABL ja PML/RARA).
Veikko
Sorsa mainitsi luentotaltiossaan (2002), että mutaatioteoria
syntyi 1890-luvulla selittämään luonnossa ilmenevää muuntelua, kun mendelistinen
teoria näytti antavan siihen mahdollisuuden. 1900-luvun alussa huomattiin, että
oli vaikea tutkia minkään ominaisuuden perintätekijäitä, ellei niistä ollut
muuntuneita alleeleja eli mutaatioita. Termin mutaatio otti käyttään Hugo
de
Vries v. 1901.
Lisätietoja:
Perimä, kromosomit ja geenit
Geenitutkimus edistyy nopeasti
MutaatioWikipedia
Geenimutaatio
Wikipedia
Perinnällisyystieteen luennot VI - Veikko Sorsa, Helsinki University Of
Technology 2002(pdf)
Kromosomihäiriöt ja geenivirheet, Hannu Jalanko, Lääkärikirja Duodecim
10.12.2008
Sytomolekyyligenetiikka, HUS ohjeet ja käyttäsäännät 01.03.2004
Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental
population of Escherichia coli - Zachary D. Blount, Christina Z. Borland ja
Richard E. Lenski - Proceedings of the National Academy of Sciences June 10,
2008 vol. 105 no. 23 7899ä7906 (pdf)
Agent Orange kylvää vieläkin
tuhoa Vietnamissa - tietopankin uutisseloste. Verkkouutiset 17.11.2000
Ovatko myrkylliset biometallit
tuhoamassa lasten tulevaisuuden? (abstrakti) - Drum Donald A, Biometals 2009
Feb 11
USA:ssa selvitetään ympäristämyrkkyjen
vaikutusta kehitysvammaisuuteen - tietopankin uutinen v. 2004
Säteilyn geneettiset vaikutukset, luku 8. Kirjassa: Säteilyn
terveysvaikutukset. Paile W. (toim.) Säteily- ja ydinturvallisuus -sarja, nro 4.
Karisto, Hämeenlinna 2002: 122-126, Sisko Salomaa, STUK (pdf)
Hugo de Vries: Die Muatationstheorie 1901
Valste, Juha: Biologia Elämä: Perinnällisyys ja evoluutio, s. 222. WSOY, 2002
Herpes simplex virus type 2
mutagenesis: characterization of mutants induced at the hprt locus of
nonpermissive XC cells. Pilon L, Langelier Y, Royal A; Mol Cell Biol. 1986
Aug;6(8):2977-83. - PubMed
Prevalence of positive
selection among nearly neutral amino acid replacements in Drosophila. Sawyer
SA, Parsch J, Zhang Z, Hartl DL; Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Apr
17;104(16):6504-10 - PubMed
Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis -
Elsevier
Kari Viitapohja 6.5.2009
