Es gibt zwei Allele, die die Empfindlichkeit einer Person gegenüber Coumadin (einem Arzneimittel zur Blutverdünnung zur Behandlung eines Schlaganfalls usw.) bestimmen. Manchmal trifft man auf die Terminologie, dass man auf beiden Allelen (väterlicher und mütterlicher Seite) eine Mutation hat. Aber warum nennt man das eine Mutation und nicht nur eine Variation ? Bedeutet eine Mutation, dass sie sich im Laufe des Lebens verändert hat , oder ist der Unterschied zwischen Mutation und Variation willkürlich definiert? Oder gibt es wirklich eine Art Standard, bei dem Abweichungen als Mutationen gelten?
Gute Frage!
Der Begriff Mutation kann mit zwei verschiedenen Bedeutungen verwendet werden. Jede Definition kann weiter in zwei verschiedene detailliertere Definitionen aufgeteilt werden. Der Grund für dieses leichte Durcheinander ist hauptsächlich historischer Natur. Kurz gesagt kann sich eine Mutation darauf beziehen
Bevor auf die Details dieser Definitionen eingegangen wird, ist es wichtig, zunächst einige andere Begriffe zu definieren.
Ein paar andere Definitionen
Die Begriffe, die ich hier definieren möchte, sind Locus, polymorpher Locus, Allel, Nukleotid und Phänotyp .
Kurz gesagt (vereinfacht ausgedrückt) ist ein Phänotyp die Art und Weise, wie ein Individuum aussieht. Die Variationen der Phänotypen der Individuen in einer Population hängen von der Variation der Genotypen und der Variation der Umgebungen ab, denen sie begegnen. Dieses Konzept ist sehr eng mit dem Konzept der Erblichkeit verwandt. Vielleicht möchten Sie hier mehr darüber lesen .
Die DNA-Sequenz besteht aus vier Nukleotiden . Es ist die Sequenz dieser Nukleotide, die den Phänotyp eines Individuums beeinflusst
Ein Locus bezieht sich auf die Position einer DNA-Sequenz beliebiger Länge. An einem bestimmten Locus können verschiedene Arten von Sequenzen existieren, wie eine codierende oder nicht codierende Sequenz, ein Gen oder nur ein Intron, nur wenige Codons usw.
Ein Allel ist eine Variante einer Sequenz (häufig eines Gens) an einem bestimmten Ort. Wenn in der Population an einem bestimmten Locus mehr als ein Allel existiert, wird der Locus als polymorph bezeichnet . Die meisten polymorphen Loci haben nur zwei Allele. In einem solchen Fall können wir von biallelischen Loci sprechen.
Eine Mutation kann sich auf ein Ereignis beziehen.
Schmale Definition
Eine Mutation kann sich auf das Ereignis einer spontanen Änderung in der Nukleotidsequenz eines Individuums beziehen, wie typischerweise eine Indel (Einfügung oder Löschung eines oder weniger Nukleotide) oder eine Substitution (Substitution eines Nukleotids durch ein anderes). Mit anderen Worten, eine Mutation kann sich auf das Ereignis einer Alleländerung (die schließlich ein neues bildet) an einem bestimmten Ort beziehen.
Breite Definition
Die breite Definition ähnelt der engen, außer dass sie mehr Arten von genetischen Veränderungen umfasst. Im weitesten Sinne kann sich eine Mutation allgemeiner auf jede genetische spontane Veränderung beziehen. Beispiele für Mutationen sind beispielsweise die Deletion eines ganzen Chromosoms oder eine vollständige Genomduplikation.
Meiner Erfahrung nach bezieht sich der Begriff „Mutation“ meistens auf die breite Definition von Mutation.
Eine Mutation kann sich auf ein Allel beziehen. Beachten Sie jedoch, dass wir es sehr oft vorziehen, die Begriffe „Mutantenallel“, „Mutantenzustand“ oder einfach „Mutant“ als Synonym zu verwenden, um auf dieses Allel zu verweisen. So ziemlich der einzige Umstand, in dem wir den Begriff Mutation hier verwenden würden, sind Sätze der Art "Individuum Aträgt die Mutation.".
Definition basiert auf einem angestammten/abgeleiteten Zustand
Eine Mutation kann sich auf das Allel beziehen, das von einem Vorfahren-Allel abgeleitet ist. Betrachten Sie zum Beispiel, dass ein gegebener Locus in der Vergangenheit NICHT polymorph war. Eine Mutation (im Sinne von "Ereignis") tritt auf und der Locus ist jetzt polymorph. Das Allel, das durch die Mutation (im Sinne von „Ereignis“) entstanden ist, wird manchmal als „Mutation“ bezeichnet.
Definition basierend auf der Häufigkeit
Eine Mutation kann sich auf das Allel beziehen, das in der Population am wenigsten verbreitet ist. Betrachten Sie zum Beispiel einen biallelischen Locus mit zwei Allelen Aund B. Wenn die Häufigkeit des Allels Bniedriger ist als
(das ist niedriger als die Häufigkeit des Allels A), dann Bkann das Allel als Mutation bezeichnet werden. Der Grund für die Bezeichnung "Mutation" des Allels mit geringer Häufigkeit besteht darin, dass die meisten Mutationen schädlich sind und folglich das mutierte Allel häufig eine geringe Häufigkeit aufweist. Infolgedessen ist die Verwendung der Definition auf der Grundlage der Häufigkeit und der Definition auf der Grundlage eines angestammten/abgeleiteten Zustands oft nicht wichtig.
Es ist ein wenig schwierig, Ihre Frage direkt anzusprechen, da es anscheinend mehrere Missverständnisse zum Konzept der Mutation gibt. Gleichzeitig fühlt es sich jedoch so an, als würden Sie die Erkenntnis umkehren, dass mehrere Definitionen verwendet werden.
Manchmal trifft man auf die Terminologie, dass man auf beiden Allelen (väterlicher und mütterlicher Seite) eine Mutation hat. Aber warum nennt man das eine Mutation und nicht nur eine Variation?
Der Begriff Mutation (welche Definition Sie auch immer wählen) ist eng mit dem Konzept der Variation in der Population verbunden , aber nicht so sehr mit der Variation innerhalb eines einzelnen Individuums (homozygot vs. heterozygot).
Wenn ein Individuum „eine Mutation auf beiden Allelen hat“, bezeichnet der Begriff Mutation ein Allel (im engeren Sinne wahrscheinlich) und nicht ein Ereignis. Genauer gesagt bezieht es sich auf ein Allel an einem polymorphen Locus (wahrscheinlich ein Locus von nur einem Nukleotid) innerhalb des betrachteten Allels an dem größeren betrachteten polymorphen Locus.
Bedeutet eine Mutation, dass sie sich im Laufe des Lebens verändert hat?
Eine Mutation (im Sinne von Ereignis) ist eine Veränderung, die oft im Moment der Reproduktion betrachtet wird, aber die Mutation kann jederzeit in der Abstammungslinie der Keimzellen aufgetreten sein. Beachten Sie, dass man auch Mutationen berücksichtigen kann, die (während der Lebenszeit des Individuums) aufgetreten sind, aber in den Somazellen. Eine solche Mutation wird NICHT an die Nachkommen weitergegeben.
Oder gibt es wirklich eine Art Standard, bei dem Abweichungen als Mutationen gelten?
Nun ja! Eine Abweichung ist eine Abweichung von einer Referenz. Mit anderen Worten, wir können in Ihrer Frage "Abweichung" durch "ein Allel eines polymorphen Locus" ersetzen. Und ja, eine Mutation (im Sinne eines bestimmten Allels) kann sich auf ein Allel eines polymorphen Locus beziehen.
Was mir von Leuten in der Genomik beigebracht wurde, ist, dass "Variation" für ein Allel bevorzugt wird, das nicht nur einer Person oder Familie gehört, sondern bei ziemlich wenig verwandten Individuen gefunden wurde, während "Mutation" für ein erst kürzlich verändertes Allel bevorzugt wird die für eine Person oder ihre Familie privat ist. Manchmal scheint die "Mutation" bevorzugt zu werden, wenn Sie einen klinisch relevanten Unterschied implizieren wollen, der durch dieses andere Allel verursacht wird (im Gegensatz zu einem Polymorphismus, den wir normalerweise als überlebensneutrales anderes Allel bezeichnen). Ich würde sagen, dass der Begriff "Mutation" wird in Ihrem Fall falsch verwendet, es sei denn, die Variante ist gerade de novo aufgetaucht, aber vielleicht meinen sie es im zweiten Sinn, weil dieser Unterschied eindeutig mit einem klinischen Phänotyp verbunden ist.
mutationoder variationzu verwenden, wenn sich einer entweder auf ein Ereignis oder ein Allel bezieht und der andere sich auf die Existenz von Polymorphismus bezieht.Manchmal trifft man auf die Terminologie, dass man auf beiden Allelen (väterlicher und mütterlicher Seite) eine Mutation hat. Aber warum nennt man das eine Mutation und nicht nur eine Variation?
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst einige Begriffe definieren:
Eine genetische Mutation ist eine dauerhafte Modifikation der DNA eines Organismus, so dass die Modifikation Unterschiede in der DNA verursacht, die nicht „typischerweise“ bei anderen Mitgliedern der Population des Organismus gefunden werden. Diese Mutationen können in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden und werden durch die Art und Weise definiert, in der der Organismus die Mutation(en) erhalten hat: erbliche Mutationen und erworbene (somatische) Mutationen.
Vererbte Mutationen sind in praktisch jeder Zelle im Körper des Organismus weit verbreitet und werden am häufigsten als Keimbahnmutationen bezeichnet . Die Hauptursachen für Keimbahnmutationen sind Zellreplikationsfehler , Zellalter und Umweltfaktoren; Allerdings gibt es dazu noch wenige Daten, und daher wird immer noch viel darüber diskutiert , wer davon die größte Schuld trägt. Ein Beispiel für eine vererbte Mutation ist die Sichelzellanämie .
Erworbene Mutationen befinden sich nur in betroffenen somatischen Zellen und werden durch Umweltfaktoren wie UV-Strahlung (siehe Xeroderma pigmentosum ) oder durch DNA-Replikationsfehler während der Mitose verursacht .
Der grundlegende Unterschied zwischen vererbten und erworbenen Mutationen besteht darin, dass vererbte Mutationen von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden, während erworbene Mutationen dies nicht tun.
Sowohl bei ererbten als auch bei erworbenen Mutationen können sie auf eine der folgenden Arten auftreten:
Hier (Seite 7) finden Sie jeweils eine kurze Beschreibung.
Genetische Variation ist ein beschreibender Begriff, der den Vergleich einer DNA-Sequenz, die zu einem Organismus gehört, mit Bezug auf das zusammengesetzte, genetische „Profil“ der Population, zu der der Organismus gehört, zusammenfasst. Für jedes ausgedrückte ( phänotypische ) Merkmal eines Organismus und einer Population gibt es eine Sammlung von Möglichkeiten, wie dieses Merkmal tatsächlich ausgedrückt wird. Beispiele für Variationen für ein bestimmtes Merkmal bei der Betrachtung von Menschen sind:
Es ist wichtig anzumerken, dass genetische Variationen (normalerweise) nicht durch das Auftreten von Mutationen verursacht werden, sondern tatsächlich durch Polymorphismen verursacht werden .
Bedeutet eine Mutation, dass sie sich im Laufe des Lebens verändert hat, oder ist der Unterschied zwischen Mutation und Variation willkürlich definiert?
Eine genetische Mutation tritt auf, nachdem ein normales Allel von einem Elternteil auf einen Nachkommen übertragen wurde und dieses Allel dann in einen "anormalen" Zustand versetzt wird. Implizit bezieht sich eine Mutation auf ein einzelnes Individuum .
Umgekehrt ist ein Polymorphismus eine DNA-Sequenz, die vom Elternteil erworben (geerbt) wird, unverändert bleibt und häufig in der Population des Organismus vorkommt. Auch hier behält die genetische Variation implizit die Perspektive der Bevölkerung bei und nicht die eines einzelnen Individuums.
Oder gibt es wirklich eine Art Standard, bei dem Abweichungen als Mutationen gelten?
Der Grenzwert dafür, ob ein Allel als Polymorphismus oder als Mutation angesehen wird, liegt bei 1 %. Das heißt, dass 1 % oder mehr der Bevölkerung diese Variation des Allels tragen müssen, um als Polymorphismus betrachtet zu werden; andernfalls handelt es sich um eine Mutation (siehe hier und hier ). Beachten Sie jedoch, dass dieser Grenzwert völlig willkürlich ist.
Der Grund, warum ein Allel als Variation oder Mutation beschrieben werden kann, liegt in der Art der Zelle, in der das Allel enthalten ist (Keim vs. somatisch), bei der Alterung, als die allelische DNA-Sequenz definiert wurde (vor/nach der Vererbung) und wie weit verbreitet dieses Allel in der Population des Organismus ist (Grenzwert).
Im Fall von Coumadin (Warfarin) scheint es laut den National Institutes of Health , dass die Empfindlichkeit einer Person gegenüber Coumadin durch autosomal dominante Polymorphismen diktiert wird, und daher würden die beteiligten Allele als Variation und nicht als Mutation betrachtet.
Viele Gene sind am Metabolismus von Warfarin und an der Bestimmung der Wirkung des Medikaments im Körper beteiligt. Bestimmte häufige Veränderungen (Polymorphismen) in den CYP2C9- und VKORC1-Genen sind für 30 Prozent der Variation im Warfarin-Stoffwechsel aufgrund genetischer Faktoren verantwortlich. Polymorphismen in anderen Genen, von denen einige nicht identifiziert wurden, haben einen geringeren Einfluss auf den Metabolismus von Warfarin.
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