Mutazioni genetiche

Una mutazione genetica è una modificazione della sequenza nucleotidica di un cromosoma trasmessa alla progenie. Una mutazione può riguardare una piccola sequenza nucleotidica, fino anche a un solo nucleotide, oppure un esteso tratto cromosomico, evidente all’analisi citogenetica e definita aberrazione cromosomica.
Le mutazioni puntiformi sono mutazioni che causano la trasformazione di una sequenza genica in una leggermente diversa. Esse sono dovute a errori di appaiamento o di allineamento dei nucleotidi durante la replicazione del DNA oppure ad altri danneggiamenti diretti o indiretti di tale molecola dovuti all’esposizione a sostanze chimiche o fisiche (mutageni). Cambiamenti limitati anche alla sostituzione di un solo nucleotide del materiale genetico possono causare modificazioni fenotipiche osservabili. Un esempio è il nanismo acondroplastico, trasmesso secondo un modello mendeliano autosomico dominante.
La conservazione delle informazioni genetiche da una generazione all’altra è basata sull’accuratezza della replicazione del DNA. Durante tale processo, la DNA polimerasi commette alcuni errori, legando in una catena nucleotidica nascente un nucleotide anche se non rispetta la regola delle basi complementari. Il verificarsi di tali errori è responsabile della produzione degli alleli diversi per uno stesso gene, una condizione denominata polimorfismo.
Se una mutazione per sostituzione di base (sostituzione di un nucleotide con un altro) cade nella regione codificante di un gene e modifica la sequenza di un codone, essa può generare tre situazioni con diversi effetti fenotipici:
nella proteina codificata dal gene si determina la sostituzione di un aminoacido con un altro (mutazione missenso) e ciò può cambiare l’attività della proteina stessa con un effetto fenotipico da lieve a grave, a seconda dell’entità di cambiamento dell’attività della proteina;
nella proteina codificata dal gene non si osserva alcuna differenza rispetto a quella della wild-type (forma originale), grazie alla caratteristica della ridondanza dell’informazione genetica resa possibile dalla particolare struttura del codice genetico, e perciò non si osserva alcun effetto fenotipico (mutazione silente);
la sintesi della proteina codificata subisce una terminazione anticipata con un accorciamento (mutazione non-senso) e nella maggior parte dei casi, la sua totale perdita di funzione.