Mutações Nonsense e Frameshift

As mutações nonsense e frameshift tendem a truncar uma proteína. Uma mutação nonsense converte um códon para um aminoácido em um códon de parada prematuro, enquanto uma frameshift, causada pela inserção ou deleção de um número de bases não divisível por três, altera a fase de leitura de modo que os códons a jusante são lidos incorretamente e uma parada prematura é geralmente alcançada. Ambos são mecanismos comuns de perda de função em doenças genéticas.

Definition

Uma mutação nonsense é uma alteração que converte um códon de sentido em um códon de parada, terminando prematuramente a tradução; uma mutação frameshift é uma inserção ou deleção de um número de nucleotídeos que não é múltiplo de três, o que altera a fase de leitura a jusante e tipicamente produz um códon de parada prematuro.

Scope

Este tópico abrange dois mecanismos de truncamento: substituições nonsense que introduzem um códon de terminação prematuro, e pequenas inserções ou deleções que alteram a fase de leitura translacional. Ele aborda sua consequência compartilhada a jusante — terminação prematura, frequentemente seguida pela degradação do transcrito mediada por nonsense (nonsense-mediated decay) — e como as variantes de truncamento são interpretadas. É uma entrada de referência, não uma orientação clínica; substituições de uma única base que preservam a fase são abordadas em mutações pontuais.

Key concepts

• Códon de terminação prematuro
• Fase de leitura
• Inserção/deleção (indel)
• Degradação de mRNA mediada por nonsense (NMD)
• Perda de função
• Variante de truncamento
• Haploinsuficiência

Mechanisms

Uma mutação nonsense cria um códon de terminação prematuro diretamente através de uma substituição de base. Uma frameshift surge quando uma inserção ou deleção cujo comprimento não é um múltiplo de três altera o agrupamento de nucleotídeos em códons, de modo que tudo a jusante é lido em uma fase diferente e um códon de parada é geralmente encontrado logo depois. Em ambos os casos, o resultado é frequentemente uma proteína truncada ou não funcional. Muitos transcritos que contêm um códon de terminação prematuro são reconhecidos e degradados pela degradação de mRNA mediada por nonsense (NMD), uma via de vigilância que reduz a produção de proteínas truncadas potencialmente prejudiciais (Kervestin & Jacobson, 2012). Se o NMD age depende da posição da parada prematura em relação a características como a última junção éxon-éxon, o que influencia se uma variante de truncamento causa perda de função ou um produto alterado residual.

Clinical relevance

Variantes nonsense e frameshift são frequentemente classificadas como prováveis perdas de função e, em genes onde a perda de função é um mecanismo de doença estabelecido, têm um forte peso para a patogenicidade em estruturas de interpretação. Seu efeito pode ser modulado pelo NMD e pela posição da alteração dentro do gene. Este tópico descreve como tais variantes são reconhecidas, nomeadas e ponderadas e não é uma base para decisões diagnósticas ou de tratamento individuais.

Evidence & guidelines

A estrutura ACMG/AMP (Richards et al., 2015) trata as variantes nulas previstas (incluindo alterações nonsense e frameshift) como forte evidência de patogenicidade em genes onde a perda de função é um mecanismo conhecido, com ressalvas sobre a posição da variante e o NMD; a nomenclatura HGVS (den Dunnen et al., 2016) padroniza como essas alterações são descritas.

Debates

Todas as variantes de truncamento se comportam como alelos nulos?

Variantes de truncamento próximas à extremidade 3' de um gene, no último éxon, ou em transcritos que escapam da degradação mediada por nonsense podem produzir uma proteína truncada parcialmente funcional ou estável, em vez de perda completa de função, portanto, a posição da parada prematura é importante para a interpretação.

Seminal works

• kervestin-2012
• richards-2015

Frequently asked questions

Por que uma frameshift geralmente cria um códon de parada prematuro?

A alteração da fase de leitura muda a forma como todos os nucleotídeos a jusante são agrupados em códons, produzindo uma nova sequência essencialmente aleatória na qual um dos três códons de parada é tipicamente encontrado em uma curta distância.

O que é degradação mediada por nonsense?

É uma via de vigilância celular que detecta mRNAs que contêm um códon de terminação prematuro e os degrada, reduzindo a produção de proteínas truncadas e, assim, influenciando a consequência das variantes nonsense e frameshift.