轉換突變

轉換突變(Transition,簡稱Ts)是一種點突變,指DNA序列中嘌呤AG)互相轉換或嘧啶CT)互相轉換的突變[1],而嘌呤與嘧啶間的轉換則稱為顛換突變。一個核苷酸有兩種顛換突變可能發生,僅有一種轉換突變的可能,但後者發生的機率高於前者數倍[2],轉換突變因搖擺鹼基對之故而較少改變編碼的胺基酸,可能因對基因的影響較小而較易被保留[3]

顛換突變與轉換突變示意圖,紅色箭頭為顛換突變,藍色箭頭為轉換突變

C-T突變编辑

 
胞嘧啶(C)去胺後轉為脲嘧啶(U),若未及時被修復則會發生轉換突變

胞嘧啶(C)可自發去胺而轉為脲嘧啶(U),後者可由尿嘧啶DNA糖基酶英语Uracil-DNA Glycosylase(UDG)切除(鹼基切除修復)以阻止突變,若未在DNA複製前修復則會造成轉換突變[4]。被甲基化的胞嘧啶(5-甲基胞嘧啶)發生去胺反應的機率更高,其去胺後轉為胸腺嘧啶(T),可由胸腺嘧啶DNA糖苷酶英语thymine-DNA glycosylase(TDG)切除修復,若未及時修復也會發生轉換突變[5](TDG亦可移除DNA中突變產生的脲嘧啶[6])。C-T突變是人類細胞中最常發生的突變,有數種癌症與這種突變有關[7],且造成人類基因組中的CpG位點出現頻率低於期望值,此現象稱為CG抑制[8]

2020年,有研究統計發現CG抑制的程度和基因組大小成反比,並提出假說認為基因組演化過程中,細胞為抑制轉位子表現而將其甲基化,使該處C-T突變的機率增加,可能進而變異產生強化子等具有新功能的序列[5]

參考文獻编辑

  1. ^ Futuyma, D.J. Evolution 3rd. Sinauer. 2013. ISBN 978-1605351155. 
  2. ^ Vogel F, Kopun M. Higher frequencies of transitions among point mutations.. J Mol Evol. 1977, 9 (2): 159–80. PMID 864721. doi:10.1007/BF01732746. 
  3. ^ Guo C, McDowell IC, Nodzenski M, Scholtens DM, Allen AS, Lowe WL; 等. Transversions have larger regulatory effects than transitions.. BMC Genomics. 2017, 18 (1): 394. PMC 5438547 . PMID 28525990. doi:10.1186/s12864-017-3785-4. 
  4. ^ Longo MC, Berninger MS, Hartley JL. Use of uracil DNA glycosylase to control carry-over contamination in polymerase chain reactions. Gene. Sep 1990, 93 (1): 125–8. PMID 2227421. doi:10.1016/0378-1119(90)90145-H. 
  5. ^ 5.0 5.1 Zhou, Wanding; Liang, Gangning; Molloy, Peter L.; Jones, Peter A. DNA methylation enables transposable element-driven genome expansion. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 11 August 2020, 117 (32): 19359–19366. ISSN 1091-6490. PMC 7431005 . PMID 32719115. doi:10.1073/pnas.1921719117. 
  6. ^ Zhang L, Lu X, Lu J, Liang H, Dai Q, Xu GL; 等. Thymine DNA glycosylase specifically recognizes 5-carboxylcytosine-modified DNA.. Nat Chem Biol. 2012, 8 (4): 328–30. PMC 3307914 . PMID 22327402. doi:10.1038/nchembio.914. 
  7. ^ Krokan HE, Drabløs F, Slupphaug G. Uracil in DNA--occurrence, consequences and repair.. Oncogene. 2002, 21 (58): 8935–48. PMID 12483510. doi:10.1038/sj.onc.1205996. 
  8. ^ International Human Genome Sequencing Consortium; 等. Initial sequencing and analysis of the human genome (PDF). Nature. February 2001, 409 (6822): 860–921. PMID 11237011. doi:10.1038/35057062.