nucleotidewisseling

Nucleotidewisseling, vaak aangeduid als substitutie, is de vervanging van één nucleotide door een ander in het DNA (en in sommige gevallen in RNA). Deze mutaties kunnen leiden tot veranderingen in de genetische informatie en spelen een centrale rol in genetische variatie, evolutie en ziekte. Ze kunnen spontaan ontstaan of het gevolg zijn van blootstelling aan mutagene factoren zoals chemicaliën of straling.

Oorzaken van nucleotidewisselingen zijn onder meer spontane fouten tijdens DNA-replicatie, deaminatie van basen, en tautomerische verschuivingen die verkeerd koppelen veroorzaken. Blootstelling aan mutagene middelen en ioniserende of ultravioletstraling kan ook substitutions veroorzaken. Een veelgebruikt onderscheid is dat tussen transities (purine-versus-purine A↔G of pyrimidine-versus-pyrimidine C↔T) en transversies (purine-versus-pyrimidine). De relative frequentie van deze gebeurtenissen hangt af van het organisme, de genomicelocatie en de beschadiging die optreedt.

In coderend gebied van het DNA kan een nucleotidewisseling leiden tot verschillende uitkomsten. Een missense mutatie verandert een aminozuur in het eiwit; een nonsense mutatie introduceert een stopcodon en stopt de eiwitsynthese; een stille (stilstaande) mutatie verandert weliswaar de base, maar niet het aminozuurvolgorde. Daarnaast kunnen substitutions in niet-coderende regio’s/regulatoire elementen de genexpressie of RNA-splicing beïnvloeden.

De biologische impact van nucleotidewisselingen varieert van neutraal tot schadelijk of zelfs voordelig voor een organisme. Ze vormen de basis voor genetische variatie, ziekten zoals monogene aandoeningen en sommige vormen van kanker, maar ook voor evolutie. Detectie gebeurt primair via DNA-sequencing en mutatieanalyse.