Wie entstehen Punktmutationen aus Fehlern bei der DNA-Replikation?

Nicht behobene Fehler in der DNA-Synthese führen zu Punktmutationen

Hi! Ich versuche, diese Illustration (aus dem Lehrbuch Biological Science von Scott Freeman) zu verstehen.

Die allgemeine Frage lautet: Wie entstehen Punktmutationen aus Fehlern bei der DNA-Replikation?

Wenn Sie jedoch nichts dagegen haben, möchte ich erklären, wie ich die Illustration interpretiere, damit Sie die Verwirrung sehen können. Während das ursprüngliche DNA-Molekül repliziert wird (in grau), tritt ein Fehler bei der Synthese des unteren Strangs im neuen Molekül auf (die nicht komplementären Basen G und T wurden miteinander gepaart). Nun scheint eine zweite Replikation erforderlich zu sein, damit die Mutation entsteht: Das defekte Molekül wird repliziert, was zu zwei neuen Molekülen führt, eines fehlerfrei (weil es den oberen Strang als Vorlage nimmt) und eines "falsch", wo die Mutation liegt ist anwesend.

Aber mein Zweifel ist, würde das mittlere Molekül nicht bereits eine Mutation darstellen? Wenn eine mRNA diese Sequenz transkribieren würde, unterscheidet sich das Codon bereits vom ursprünglichen Molekül. Muss ein DNA-Molekül zweimal repliziert werden, damit eine Mutation entsteht (wobei das erste Mal ein Fehler gemacht wird und ein zweites Mal, wenn dieser Fehler, sagen wir, "konsolidiert" wird)?

Vielen Dank im Voraus.

Willkommen bei Biology.SE und herzlichen Glückwunsch, dass Sie eine Frage gestellt haben, die den Ursprung Ihres Missverständnisses so gut erklärt (+1).

Antworten (1)

Quelle deines Missverständnisses

Ihr Missverständnis ist sehr verständlich, da die Abbildung irreführend ist.

Die Abbildung zeigt nur ein einziges Replikationsereignis. Was Sie als zweite Replikation sehen, die zu zwei doppelsträngigen Molekülen führt, ist KEIN Ereignis der Replikation. Es stellt tatsächlich die beiden möglichen Ergebnisse eines "Mismatch-Reparaturmechanismus" dar. Der DNA replicationauf der Abbildung geschriebene Begriff sollte durch ersetzt werden Possible outcomes of DNA repair. Das Molekül, das die G-TFehlpaarung enthält, ist daher nur ein vorübergehender Zustand, der sehr schnell entweder in den T-AZustand (unten rechts in Ihrer Abbildung) oder in den G-CZustand (oben rechts in Ihrer Abbildung) geändert wird. Weitere Informationen unten.

DNA-Reparatur

DNA-Reparatur ist eine Sammlung von Prozessen, durch die eine Zelle Schäden an den DNA-Molekülen identifiziert und korrigiert, die ihr Genom kodieren.

Die Art der DNA-Reparatur, die in der Abbildung von Interesse ist, wird "DNA-Mismatch-Reparatur" genannt.

DNA-Mismatch-Reparatur

Die DNA-Mismatch-Reparatur ist ein System zum Erkennen und Reparieren von fehlerhafter Insertion, Deletion und falschem Einbau von Basen, die während der DNA-Replikation und -Rekombination auftreten können, sowie zum Reparieren einiger Formen von DNA-Schäden.

Es gibt spezifische Enzyme, um eine Diskrepanz wie die G-Tauf Ihrer Figur dargestellte Diskrepanz zu reparieren. Diese Enzyme können entweder G-Tin G-Coder in reparieren A-T. Wenn die Reparatur A-T(unteres Ergebnis in der Abbildung) ist, dann wäre eine Mutation aufgetreten. Wenn die Reparatur ist G-C(oberes Ergebnis in der Abbildung), dann sind wir wieder bei der ursprünglichen Sequenz und es wäre keine Mutation aufgetreten.

Beachten Sie, dass die Wahrscheinlichkeit der beiden möglichen Ergebnisse von 0,5 abweicht, da diese Enzyme Möglichkeiten haben, herauszufinden, welcher der ursprüngliche Strang und welcher der neu replizierte Strang war. Sie können viel mehr über den Mechanismus der DNA-Mismatch-Reparatur auf Wikipedia > DNA-Mismatch-Reparatur erfahren .

Vielen Dank für diese tolle Erklärung. Ich habe die Abbildung in meinem Lehrbuch korrigiert und meine Verwirrung dank Ihrer Antwort sicherlich gelöst.
Wie entstehen Punktmutationen aus Fehlern bei der DNA-Replikation?
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