4. Stumme Seiten des Gen_word

Genetischer Kod – stumme Stellen
4. Genetischer Kod – stumme Stellen
FOLIE 36 Die stummen Stellen des genetischen Kodes werden von den Basen gebildet, welche keine Änderung
in den kodierten Proteinen verursachen. Aus dieser Tatsache harausgehend dachte man bis heute, dass die
stummen Mutationen keine Probleme verursachen. Es scheint jedoch, dass dies oft nicht der Fall ist. Einige
stumme Mutationen können Krankheiten verursachen.
(1) Eins der Probleme folgt aus der vorher schon erwähnten Kodon Anwendung. Wenn die stumme Mutation im
Menschen ein selten benutztes Triplet ergibt, verlangsamt sich auch die Translation des mutanten Gens von der
mRNS, und es bilden sich weniger Proteine, denn die Menge der auch durch Triplets kodierten, Aminosäuren
transportierenden tRNS ist in der Zelle gering. Anmerkung, das Genom der Säugetiere organisiert sich in Blocks,
für jeden Block ist eine andere Basenverwendung typisch (zB. kann eine DNS Region über viel A/T und wenig
G/C verfügen oder umgekehrt). In bestimmten Blocks platzierte Gene preferieren also solche Kodone, welche im
Laufe der Translation tRNS-e erkennen, die in niedrigerer Kopienanzahl kodiert sind. Dies bedeutet, dass nicht
unbedingt bei jedem Gen eine hohe Translations-Effektivität das optimale ist. Also, auch eine stumme Mutation
kann die Proteinproduktion steigern, dies ist aber aus Hinsicht der Zellfunktion nicht vorteilhaft.
(2) Die nicht optimale Kodon Anwendung der Proteine kann nicht nur zu geringerer Protein-Produktion, sondern
auch zur defekten Folding führen da die Translation und die Entstehung der Raumstruktur gleichzeitig stattfinden.
Mit dem sogenannten multidrug resistance 1 Gen konnte man beobachten, dass eine Mutation die ein selten
verwendetetes Triplet ergab zu einer verlangsamten Proteinsynthese, und dadurch zu einer defekten
Proteinstruktur führte.
(3) Die mRNS Moleküle verfügen über keine lineare Struktur, sondern einige Teile dieser knüpfen sich in Folge
der Komplementarität aneinander, und bilden Schlingen von unterschiedlichen Grössen. Die Raumstruktur der
mRNS Moleküle ist entscheidend was die Stabilität der mRNS betrifft, und daraus folgend auch die Menge der
sich durch diesen bildenden Proteine. Im Gen des Dopamin Rezeptors D2 macht eine stumme Mutation die
mRNS instabil, welche sich deshalb schnell auflöst, und dies führt dann zu mentalen Störungen. Im Fall des
COMT (catechol-O-methyltransferase) Gens ist gerade das Gegenteil der Fall, eine stumme Mutation macht die
mRNS zu stabil, und dies verlangsamt die Proteinsynthese. Diese Mutation wirkt sich auf die Schmerz-Toleranz
aus.
(4) Ein anderes Problem, wofür die stumme Mutation verantwortlich ist, ist das defekte Splicing. Wie bekannt,
wird der genaue Ort des Splicing von dem Muster einer bestimmten Basenreihenfolge festgelegt, von diesen
Mustern sind die sogenannten ESE (exonic splicing enhance) Motive am wichtigsten. Wenn in diesen Mustern
eine grundlegend wichtige Basis auf eine andere ausgetauscht wird, dann fällt das Splicing aus, und in diesem
Fall kann ein Exon des Gens verloren gehen, was zu einem kurzen Protein führt. Mehrere solche Erkrankungen
sind bekannt, von welchen wir hier die Mukoviszidose erwähnen, wozu wir hinzufügen, dass diese Krankheit viel
öfter (2/3 der Fälle) durch das Ausfallen eines Phenilalanin kodierenden Basis Triplet aus dem CFTR Gen,
verursacht. Bisher kennen wir ca. 50 mit stummer Mutation zusammenhängende Krankheiten, die Mehrheit dieser
wird von der Defizienz der Entfernung der Introns verursacht.
Grundanforderung
Frontlinien der Molekularbiologie
Boldogkői Zsolt ©