Substitutionsmutasjoner

Substitutionsmutasjoner er en type genetiske mutasjoner der en enkelt nucleotid i DNA (eller RNA) byttes ut med en annen base. I kodende regioner kan slike substitusjoner påvirke et kodon og dermed aminosyresekvensen i et protein eller innføre et stopp-kodon. Substitusjonermutasjoner kan være stille (synonyme) når aminosyren ikke endres, missense når en annen aminosyre erstatter den opprinnelige, eller nonsense når et tidlig stoppinnsett oppstår. I ikke-kodende regioner kan de påvirke regulerende elementer, spleisingssignal eller RNA-struktur.

Det finnes to hovedtyper av substitusjonsmutasjoner: transisjoner, der en purin byttes ut med en annen purin (A↔G) eller en pyrimidin med en annen pyrimidin (C↔T); og transversjoner, der en purin byttes ut med en pyrimidin eller omvendt (A↔C/T, G↔C/T). I RNA-genomer gjelder tilsvarende mønstre, med uracil i stedet for thymine.

Opprinnelse kan være spontan, som følge av tautomeriske skift i replikasjonsprosessen, depurinering eller cytosinavrogen, eller indusert av mutagener som kjemikalier eller stråling. Frekvensen og virkningen av substitusjonsmutasjoner avhenger av genomisk kontekst og seleksjon.

DNA-reparasjonsmekanismer som mismatch repair og base excision repair fjerner mange substitusjonsmutasjoner før de blir faste. Uten reparasjon kan de vedvare som polymorfier eller bidra til sykdommer, inkludert monogene lidelser og kreft, og de kan drive evolusjon ved å introdusere nye alleler. I populasjonsgenetikk omtales ofte vedvarende substitusjonsmutasjoner som SNP-er når de forekommer i betydelig frekvens.