Mutasi Titik dan Varian Missense

Mutasi titik adalah perubahan yang memengaruhi satu nukleotida tunggal, paling sering adalah substitusi satu basa dengan basa lainnya. Ketika substitusi semacam itu terjadi di wilayah pengkode protein, substitusi tersebut dapat membiarkan asam amino tidak berubah (sinonim), mengubahnya (missense), atau menciptakan kodon stop (nonsense); varian missense, yang menukar satu asam amino dengan asam amino lainnya, termasuk di antara kelas perubahan terkait penyakit yang paling umum dan paling menantang untuk diinterpretasikan.

Definition

Mutasi titik adalah perubahan satu nukleotida tunggal dalam sekuens DNA; varian missense adalah mutasi titik di wilayah pengkodean yang mengubah satu kodon menjadi kodon yang menentukan asam amino yang berbeda, mengubah produk protein.

Scope

Topik ini mencakup substitusi basa tunggal dalam sekuens pengkodean dan bagaimana konsekuensinya diklasifikasikan pada tingkat protein: hasil sinonim, missense, dan nonsense, dengan penekanan pada varian missense. Topik ini membahas bagaimana dampak fungsional dari perubahan missense diprediksi dan bagaimana varian dinilai untuk signifikansi klinis, memperlakukan ini sebagai konsep referensi daripada saran manajemen. Mekanisme nonsense dan frameshift dirinci dalam topik terkait.

Key concepts

• Substitusi nukleotida tunggal
• Transisi versus transversi
• Perubahan sinonim (diam)
• Perubahan missense (non-sinonim)
• Substitusi konservatif versus non-konservatif
• Prediksi patogenisitas in silico (misalnya, SIFT)
• Klasifikasi varian (ACMG/AMP)
• Konservasi evolusioner sebagai bukti

Mechanisms

Mutasi titik paling sering muncul sebagai substitusi basa selama replikasi DNA atau dari kerusakan yang tidak diperbaiki; substitusi disebut transisi (purin-ke-purin atau pirimidin-ke-pirimidin) atau transversi (purin-ke-pirimidin atau sebaliknya). Dalam sekuens pengkodean, konsekuensinya bergantung pada redundansi kode genetik: perubahan sinonim membiarkan asam amino tidak berubah, perubahan missense menggantikan asam amino yang berbeda, dan perubahan nonsense memperkenalkan stop prematur. Dampak fungsional dari substitusi missense bergantung pada sifat-sifat seperti kemiripan kimiawi asam amino yang dipertukarkan dan konservasi evolusioner dari posisi yang terpengaruh; alat komputasi seperti SIFT menggunakan homologi sekuens dan konservasi untuk memprediksi apakah substitusi ditoleransi atau berbahaya (Kumar et al., 2009; Chun & Fay, 2009).

Clinical relevance

Varian missense menyumbang sebagian besar varian dengan signifikansi yang tidak pasti yang ditemui dalam pengurutan klinis, karena memprediksi apakah perubahan asam amino mengganggu fungsi protein adalah sulit. Interpretasi didasarkan pada berbagai bukti — frekuensi populasi, konservasi, prediksi in silico, data fungsional, dan segregasi — yang digabungkan di bawah kerangka kerja ACMG/AMP. Topik ini menjelaskan bagaimana varian tersebut dikarakterisasi dan dinamai (HGVS) dan bukan merupakan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan individu.

Epidemiology

Substitusi nukleotida tunggal adalah kelas perbedaan sekuens yang paling banyak antara genom manusia, dan sebagian besar substitusi pengkodean yang dibawa oleh setiap individu diprediksi bersifat merusak secara fungsional (Chun & Fay, 2009).

Evidence & guidelines

Konsensus ACMG/AMP (Richards et al., 2015) menetapkan bagaimana prediksi komputasi, konservasi, frekuensi, dan bukti fungsional dipertimbangkan saat mengklasifikasikan missense dan varian lainnya, sementara nomenklatur HGVS (den Dunnen et al., 2016) menstandardisasi cara penulisan substitusi.

Debates

Berapa bobot yang harus diberikan pada prediksi in silico?

Prediktor patogenisitas komputasi untuk varian missense berguna tetapi tidak sempurna dan sebagian berkorelasi satu sama lain; kerangka kerja konsensus memperlakukannya sebagai bukti pendukung, bukan penentu, dan memperingatkan agar tidak terlalu bergantung.

Seminal works

• kumar-2009
• richards-2015

Frequently asked questions

Apakah setiap varian missense menyebabkan penyakit?

Tidak. Banyak substitusi asam amino ditoleransi dan jinak. Signifikansi klinis dinilai kasus per kasus menggunakan frekuensi populasi, konservasi, prediksi komputasi, studi fungsional, dan data pewarisan daripada hanya status missense.

Apa perbedaan antara perubahan sinonim dan missense?

Substitusi sinonim (diam) mengubah kodon tetapi masih menentukan asam amino yang sama, sehingga sekuens protein tidak berubah; substitusi missense mengubah kodon sehingga asam amino yang berbeda dimasukkan.