Mutationen

Mutationen sind Veränderungen der genetischen Information einer Zelle. Man unterscheidet nach der Art und der Tragweite der veränderungen für das genetische Programm drei Mutationstypen:

- Genommutationen:
-> verändern die Anzahl der Chromosomen in einem Chromosomensatz

=> Trisomie 21 - Chromosomenmutationen:
-> betreffen die Struktur einzelner Chromosomen

- Genmutationen:
-> verändern die Basensequenz einzelner Gene. Genmutationen kommen durch Ersatz, Einfügen oder Verlust eines oder mehrerer Nucleotidpaare zustande.


Punktmutation

- Ersatz eines Nucleotids und seines komplementären Partners im DNA-Strang durch ein anderes Nucleotidpaar
-> Basenpaarsubstitution, kann je nach Stelle im DNA-Molekül unterschiedliche Auswirkungen haben
- im nichtcodierenden Bereich (Intron) : keine Auswirkungen auf das codierte Protein => stumme Mutation
- stumme Mutationen auch in Exons, wenn der Austausch eines Basenpaars zwar das Codon ändert aber in dieselbe Aminosäure übersetzt
- in der Regel führen Basenpaarsubstitutionen => Missense-Mutationen, das veränderte Triplett codiert immernoch für eine Aminosäure, allerdings für die falsche.
- wenn ein Aminosäurecodon in ein Stoppcodon umgewandelt wird und die Translation vorzeitig abbricht, solche Punktmutationen => Nonsense-Mutationen
 

Insertion und Deletion


- Einfügen eines oder mehrerer Nucleotidpaare in ein Gen =>  Insertion
- Entsprechender Verlust => Deletion
- meist schwerwiegende Auswirkungen für das Protein
- Insertion und Deletion können das Leseraster der Tripletts ändern
=> Rasterschubmutationen, entstehen wenn Zahl der entfernten oder eingefügten Nucleotide kein Vielfaches von 3 ist
- gesamte Basensequenz hinter Insertion und Deletion nicht mehr im richtigen Leseraster und wird falsch abgelesen
- Nonsense-Tripletts -> führen zum frühzeitigen Abbruch der Translation
 

Sichelzellenanämie

- die Erythrocyten in sauerstoffarmem Blut nehmen eine sichelförmige Form an
- sie sind nicht so elastisch wie normale Erythrocyten
- deshalb verstopfen sie die Blutkapillaren, sodass Organe nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt und deshalb geschädigt werden 
- Zellen weniger stabil, platzen leichter und werden schneller abgebaut, als neue Zellen entstehen
- Aufgrund des Erythrocytenmangels kommt es zu einer Anämie, einer verminderten Transportfähigkeit des Blutes vorallem für Sauerstoff
- die Verformung der roten Blutzellen wird durch eine Variante des Blutfarbstoffs Hämoglobin verursacht
- im Sichelzell-Hämoglobin (HbS) ist in der ß-Kette an einer Stelle die Aminosäure Glutaminsäure gegen Valin vertauscht
- dieser Austausch hat zur Folge, dass die HbS-Moleküle unter Sauerstoffmangel lange, faserförmige Aggregate bilden, die die Blutzellen entsprechend verformen
- die Krankheit verläuft meist tödlich