Репликация ДНК — точный процесс, хотя и подверженный ошибкам. Окончательная его точность зависит от правильности начальных этапов и возможности последующего исправления допущенных ошибок. Точечные мутации ведут к изменениям в последовательности ДНК и оказывают разнообразное встраивание влияние на синтез белка.
Если мутация происходит в регуляторном регионе гена, может развиться нарушение регуляции экспрессии гена. При мутациях в кодирующей части гена возможны изменения структуры белка. HGMD — один из нескольких каталогов точечных мутаций, доступ к которым возможен через Интернет.
Наиболее частая мутация вследствие замены нуклеотида происходит в динуклеотиде ЦГ (3-цитозин-гуанин-5); данная трансверсия представляет до 30 % всех точечных мутаций. Частота ее возникновения связана с эффективностью и точностью работы ДНК-полимеразы, ответственной за репликацию.
Точечная мутация (изменение одной пары оснований) может изменить смысл генетической последовательности: иллюстрация на примере обычной фразы.
Возможны и другие типы малых замен нуклеотидов: мутации в сайте сплайсинга мРНК, мутации вследствие некорректной трансляции и делеции отдельных нуклеотидов. Некомплементарное соединение нуклеотидов бывает вследствие пропуска ошибки спаривания, ведущего к замене отдельной пары нуклеотидов и делеции.
Делеция или инсерция отдельного нуклеотида случаются вследствие некомплементарного спаривания во время репликации ДНК. Этот тип мутации часто развивается в последовательности идентичных пар оснований и есть результат пропуска нуклеотида. Данный механизм сходен с крупными делениями, развивающимися похожим образом.
Скрытые мутации сайта сплайсинга.
Мутация сайта сплайсинга - изменение, ведущее к нарушению структуры РНК.
Значение мутаций этого типа при злокачественных опухолях человека остается неуточненным, хотя встречаются они часто и сходны с нарушениями, выявляемыми при наследственном неполипозном колоректальном раке (ННПКРР).
Нарушение спаривания ДНК, ведущее к выпадению тимидина, сопровождается полным изменением последовательности ДНК.
Попытка устранения мутации ведет к встраиванию гуанина или цитозина.
Цитозин-гуаниновые динуклеотиды особо подвержены мутациям. Метилирование цитозина часто сопровождается мутациями, т. к. ведет к дез-аминированию цитозина, образованию тимидина и изменению экспрессии гена. Эволюция человеческого генома сопровождалась постепенной утратой участков цитозин-гуаниновых динуклеотидов.
Частота таких участков составляет около 20—30 % от статистически предполагаемой, вероятно, вследствие их прогрессивной потери. Впервые замены цитозина на тимидин были описаны Vogel и Rohrborn при исследовании мутаций, ответственных за варианты гемоглобина. Другими авторами также показана высокая частота замен цитозина на тимидин в участках, богатых цитозин-гуаниновыми динуклеотидами. Эти мутации играют существенную роль в развитии некоторых заболеваний.
Замена цитозина на тимидин в результате метилирования