Genmutation

Genmutationen auf Basenpaarebene können die Genexpressionen bzw. die Proteinfunktion auf unterschiedliche Arten beeinträchtigen. Für die Detektion dieser Mutation ist eine Sequenzanalyse notwendig.

Genmutationen können unterschieden werden in Punktmutationen in kodierenden und in nicht kodierenden Sequenzen.

Zu den Punktmutationen in kodierenden Sequenzen zählen:

• Missense (nicht synonym): Mutationen durch Austausch einer Base der zu einer Änderung der Aminosäuresequenz führt und die Proteinfunktion beeinträchtigen kann.
• Nonsense-Mutationen (Stopp-Mutation):durch einen Basenaustausch kommt es zur Einführung eines Stopcodons, wodurch in der Regel ein verkürztes, nicht funktionelles Protein entsteht.
• Still(synonym): Bei einer stillen Mutation kommt es zwar zu einem Austausch einer Base. Dieser Austausch führt jedoch nicht zu einer Änderung der Aminosäuresequenz. Das Genprodukt wird in der Regel nicht beeinflusst. Allerdings kann es zu einem veränderten Spleißverhalten kommen, wenn die Konsensussequenz einer Splice-Stelle betroffen ist, oder eine neue Splice-Stelle entsteht.
• Frameshift: Bei einer Frameshift-Mutation führen Insertionen oder Deletionen (In/Dels) von Basen zu einer Verschiebung des Leserasters und in der Folge zur Einführung eines vorzeitigen Stopp-Codons. Es kommt entweder zur Translation eines nicht funktionsfähigen Proteins oder zum vorzeitigen Abbau der mRNA (Nonsense  Mediated RNA Decay).
• In Frame: Bei einer In-Frame-Mutation werden drei (oder ein Vielfaches von drei) Basen deletiert oder insertiert. Dementsprechend werden im Protein zusätzliche oder weniger Aminosäuren eingebaut.

Mutationen in nicht kodierenden Sequenzen:       

• Regulatorisch: Mutationen die in regulatorischen Sequenzen wie Promtor- und Verstärkungssequenzen (Enhancer) stattfinden, die die Transkription regulieren, können die Bindungen von Transkriptionsfaktoren beeinträchtigen oder zu einer Reduzierung oder einem vollständigen Fehlen der Transkription führen.  
• Splice-Mutationen: Veränderungen in intronischen Sequenzen können zu einem fehlerhaften Spleißverhalten führen.

Trinunkleotidwiederholungsmutation: Amplifizierung einer Sequenz von drei sich wiederholenden Nukleotiden. Obwohl die Anzahl der Triplett-Repeats in einem bestimmten Gen im Allgemeinen variabel ist, kann es je nach Anzahl der Wiederholungen zur starken Veränderungen des Genproduktes kommen.

Die fehlerfreie Duplikation von genetischer Information ist die  Voraussetzung jeglichen Lebens. Die genetische Information beruht auf einer linearen Abfolge von Nukleotiden innerhalb einer DNA. Die DNA selbst ist eine doppelsträngige  chemische Verbindung aus Zucker- und Phosphorsäureestern sowie aus 4 stickstoffhaltigen Basen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) (s. Abb.).