Instabilit del genoma umano e mutazione del DNA

Mutazioni I parte

Ruolo delle mutazioni

Come insorgono le mutazioni ? Le mutazioni spontanee sono indotte ?

Il test di fluttuazione

Il calcolo del tasso di mutazione

La frequenza di mutazione

I tipi di mutazione: transizioni e transversioni

Delezioni, sostituzioni e inserzioni

Mutazioni puntiformi e frameshift

Mutazioni spontanee: meccanismi

Le modificazioni tautomeriche delle basi

Forme enoliche e iminiche

Conseguenze e modalit di insorgenza della mutazione

Gli analoghi delle basi

Il 5-bromouracile

2-aminopurina

Agenti alchilanti

La depurinazione

Gli agenti intercalanti

La deaminazione

Azione dei raggi UV

Effetto dei radicali liberi dellossigeno

Mutageni ambientali: radiazioni e agenti chimici

Come si valuta la mutagenicit di una sostanza ?

Il test di Ames

FREQUENZA E CAUSE DI MUTAZIONE SPONTANEA.

Le prime informazioni sulla frequenza di mutazione spontanea in specie diploidi sono state ottenute da studi condotti su animali da esperimento come la Drosofila e il topo e su vegetali come il granturco (Zea mais). Questi studi si sono basati su un approccio indiretto, ovvero su una quantificazione di eventi mutazionali rivelati attraverso la manifestazione fenotipica del cambiamento genetico (che di per se pu essere indipendente da conseguenze fenotipiche). Essi identificano quindi solo mutazioni di regioni del DNA che sono trascritte o che in qualche modo influenzano il processo di trascrizione.

Un tipo di studio del genere il seguente: si incrociano esemplari di topolini altamente inincrociati (quindi puri) con topolini appartenenti allo stesso ceppo ma recanti una mutazione recessiva in omozigosi che modifica il colore del mantello. La progenie prodotta da questi incroci presenter un mantello dal colore identico a quello comunemente condiviso dagli esemplari del ceppo puri, a meno che uno di questi sviluppi una mutazione identica a quella recata in omozigosi dal membro mutato. In questo caso la progenie dellincrocio recher al 50% la mutazione in omozigosi e presenter il mantello dellaltro colore. Stabilire quantitativamente il rapporto tra questi eventi sul numero totali di incroci effettuati permette di ottenere una stima del tasso di mutazione spontanea per quel gene.

Entro questi limiti, si potuto constatare che la frequenza di mutazione spontanea varia per i diversi loci, sia pure in un ambito relativamente ristretto. Nel topo, una ricerca per mutazioni in alleli recessivi responsabili di modificazioni del colore del mantello, condotta su molte centinaia di migliaia di individui, ha fornito un tasso medio per locus di 11.2 per milione di individui. Numerose indagini sulla frequenza di mutazione per loci non individuati, basate su osservazioni sistematiche di cambiamenti fenotipici (su base monogenica) in ceppi di topi inincrociati, sono state condotte presso i Laboratori Jackson a Bar Harbor (sede di uno dei pi grandi allevamenti di roditori a scopi scientifici) su popolazioni molto vaste di questi animali. Dall'insieme dei dati ottenuti da molti di questi studi emerso che la frequenza di mutazione spontanea di alleli recessivi dell'ordine di 10-6 per locus per generazione e potrebbe essere anche pi elevata.

Studi sulla velocit di cambiamento di sequenze di DNA sembrano indicare che la frequenza di mutazione deve essere significativamente diminuita durante l'evoluzione dei primati, forse a causa del pi limitato numero di generazioni per unit di tempo in rapporto a quanto avviene per altri mammiferi che hanno una attesa di vita pi breve e cicli riproduttivi pi frequenti.

Occorre tenere presente che sono numerose le modificazioni del DNA che non si esprimono a livello fenotipico. In questo caso la mutazione non sottoposta a pressione selettiva e non assume valore evolutivo immediato. Inoltre, ancora pi numerose sono le variazioni del DNA che sono eliminate prima di essere trasmesse per azione dei sistemi di riparazione del danno genetico. Questi sistemi hanno indubbiamente un ruolo nel ridurre la frequenza di mutazione spontanea, forse adeguandola al valore ottimale per una data specie in evoluzione.

Il termine 'spontaneo' sottolinea la natura inevitabile degli eventi mutazionali che si manifestano con una data frequenza nel materiale genetico di individui di una specie che evolve in un ambiente naturale.

E noto che gli organismi viventi, uomo compreso, sono continuamente esposti ad un fondo naturale (quindi inevitabile) di radiazione che deriva in parte dalla radiazione cosmica primaria e secondaria, in parte dai radionuclidi ambientali (radiazione terrestre) e costitutivi (radiazione interna). Le radiazioni sono potenti fattori mutageni. Da un punto di vista genetico, solo le radiazioni che raggiungono le gonadi hanno importanza ed stato calcolato che, nella specie umana, la dose di radiazione naturale assorbita per anno dalle gonadi sia dell'ordine di 0.1 rad. Questo valore tende ad aumentare in popolazioni che abitano regioni situate in prossimit di giacimenti di uranio o di altri elementi radioattivi naturali. La radiazione di fondo sembra tuttavia contribuire in piccola parte alla frequenza di mutazione spontanea nell'uomo. Stime approssimate indicherebbero che solo il 10% di tale frequenza sia attribuibile all'azione delle radiazioni naturali.

E stato dimostrato che alterazioni termo-dipendenti della struttura covalente del DNA, come perdita di basi puriniche per idrolisi del legame N-glucosidico che le unisce al desossiribosio, avvengono a velocit apprezzabile a temperature moderate e compatibili con la fisiologia dell'organismo. Eventi di questo tipo causano degradazione dell'informazione genetica: se tale informazione non venisse prontamente e correttamente reintegrata, l'evento degradativo termo-dipendente diventerebbe fonte di mutazione. In effetti, poich la temperatura aumenta la velocit di qualunque reazione chimica, non appare sorprendente che essa influisca sulla frequenza di mutazione. Nei mammiferi di sesso maschile, le gonadi sono di solito mantenute ad una temperatura inferiore a quella del resto del corpo. Ci potrebbe costituire un fattore che tende a limitare un eccesso di mutazioni nel maschio. Alterazioni dirette o indirette del DNA sono state osservate per azione di agenti chimici naturali esogeni (psoraleni, micotossine, antibiotici, ecc.) e per azione di prodotti endogeni del metabolismo (in particolare radicali liberi) capaci di raggiungere il DNA ereditabile a dosaggi significativi. Anche il contributo di queste azioni non esaurisce peraltro il problema delle fonti di perturbazione responsabili della frequenza totale di mutazione spontanea.

E stato infine proposto che una quota non trascurabile di mutazioni spontanee rappresenti il risultato degli inevitabili errori che avvengono durante i processi di replicazione, di ricombinazione, di trasposizione e di riparazione del DNA.

Le radiazioni sono da gran tempo note come agenti mutageni. Possono indurre mutazioni e aumentare il tasso di mutazione al di sopra dei valori di frequenza spontanea di specie. Una serie di studi sono intesi a definire i possibili effetti mutageni indotti dall'impiego di radiazioni nella pratica medica, dalla produzione di radionuclidi artificiali a scopo scientifico, medico e industriale, dall'inquinamento ambientale per utilizzazione di impianti nucleari e per ricaduta radioattiva (fall-out) conseguente ad esplosioni atomiche di superficie.

Studi in Drosofila sull'induzione di mutazioni mediante raggi X hanno evidenziato l'esistenza di una relazione lineare tra frequenza di mutazione e dose di radiazione. La costanza di tale relazione entro una gamma assai estesa di valori (tra 8 e 6000 r o pi) e l'uniformit e riproducibilita dei dati da diverse fonti sono rimarchevoli. Sembra non esistere un valore soglia al di sotto del quale la radiazione non ha effetto sulla frequenza di mutazione. Per quanto riguarda gli effetti sulla specie umana (sia che si tratti di mutazioni gametiche sia somatiche) qualche indicazione stata ottenuta dall'analisi della progenie dei sopravvissuti ai bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki, e dallo studio sulle conseguenze alla esposizione in disastri come quello di Chernobyl. Effetti come la comparsa di tumori (leucemie), dovuti presumibilmente a mutazioni somatiche, sono vistosi. Ad esempio, l'incidenza di leucemia nei superstiti di Hiroshima che si trovavano nel raggio di un chilometro dal centro di esplosione, stata, dopo 12 anni, 50 volte superiore ai livelli della popolazione di controllo. E ancora, anomalie cromosomiche sono state frequentemente osservate anche dopo molti anni in linfociti (cellule somatiche) prelevati da individui irradiati nel corso di terapia o di incidenti nucleari. Possiamo ora chiederci se l'inquinamento da radiazioni provocato dall'uomo o il largo impiego di radiazioni nella pratica medica rappresentino un rischio genetico potenziale o attuale. La quantit totale di radiazioni geneticamente significativa che stata immessa sino alla fine degli anni 60-70 nell'ambiente in seguito ad azioni belliche o ad esperimenti di superficie con materiali fissili supera di poco il valore di 0.1 rem. Ci corrisponde, per ciascun individuo, a poco meno di un anno di esposizione in pi al fondo naturale ed quindi relativamente trascurabile. L'inquinamento ambientale tuttavia aumentato in relazione alla proliferazione degli impianti nucleari che la crescente richiesta energetica favorisce. Lo scarico dell'acqua usata per raffreddare i reattori causa contaminazione radioattiva delle acque di superficie e degli organismi che di tali acque sono tributari; i rifiuti gassosi dell'impianto aumentano la contaminazione dell'atmosfera. E probabile (auspicabile) che l'incremento della radiazione dovuto a queste fonti possa essere contenuto in limiti ragionevoli.

Particolare attenzione merita il problema del rischio connesso all'impiego dei raggi X e delle altre forme di energia radiante nella pratica medica. Il contributo di questa fonte tutt'altro che trascurabile. L'impiego diagnostico e terapeutico dell'energia radiante deve essere accuratamente soppesato in rapporto ai possibili svantaggi dovuti ad induzione di mutazioni gametiche e somatiche.

Pochi invece sono gli studi epidemiologici sulla azione mutagena della temperatura, che stata studiata principalmente nei batteri.

La maggior parte delle informazioni sull'azione mutagena delle sostanze chimiche stata fornita in genere da studi sui microrganismi. Oggi sono peraltro a disposizione anche sistemi di saggio che utilizzano cellule in coltura ottenute da eucarioti superiori, compresa la specie umana. Altri sistemi di saggio si basano sull'impiego di piante, insetti e mammiferi. Un enorme numero di composti stato sottoposto ad analisi. Ci ha consentito di identificare come mutageni, in uno o pi sistemi di saggio, molecole che trovano collocazione in svariate classi di sostanze tra cui pesticidi, coloranti, dolcificanti, additivi alimentari, antibiotici, farmaci antineoplastici, inquinanti dell'atmosfera da sorgenti industriali e da mezzi di locomozione, sostanze chimiche usate nell'industria della plastica, una variet di agenti alchilanti industriali, ecc. L'identificazione di una sostanza come mutageno tuttavia solo il primo passo nella valutazione dei rischi che la presenza nell'ambiente o l'impiego di tale sostanza comporta. E infatti necessario conoscere se i risultati del sistema di saggio impiegato possono essere estrapolati alla specie umana sia da un punto di vista qualitativo (la sostanza in grado di indurre mutazioni gametiche nell'uomo ?), sia da un punto di vista quantitativo (quale l'impatto mutageno nella popolazione umana per date condizioni di esposizione ?); necessario avere informazioni sulla quantit di sostanza chimica che viene prodotta nel presente e sar prodotta nel futuro, sulla quantit che immessa nell'ambiente o che distribuita nei materiali con i quali l'uomo viene in contatto, sulla stabilita del composto e sulla persistenza nell'ambiente o nei materiali in cui presente; e infine necessario determinare la distribuzione della sostanza nell'organismo e le eventuali trasformazioni che essa subisce per attivazione o inattivazione metabolica. Tutti questi fattori debbono essere integrati in una difficile analisi per la quale al presente non esistono soddisfacenti regole e indicazioni. Per questa ragione, il rischio di mutagenicita delle varie sostanze chimiche nella specie umana difficile da valutare correttamente. Quale limpatto sull'incremento di anomalie genetiche in neonati in seguito all'esposizione dei genitori a sostanze chimiche presenti nell'ambiente ? Negli Stati Uniti ed in Norvegia sono stati riscontrati aumenti di 2-3 volte nel numero di malformazioni congenite in bambini nati in insediamenti siti in prossimit di grossi impianti destinati alla produzione di cloruro di vinile, un potente mutageno (e cancerogeno) attivo anche nella specie umana. La preoccupazione circa la presenza di agenti mutageni nell'ambiente, nei cibi, nei materiali con i quali l'uomo viene, per una ragione o per l'altra, in contatto accresciuta dalla chiara correlazione esistente tra mutagenesi e cancerogenesi. E noto infatti che la maggior parte degli agenti mutageni possiede anche attivit cancerogena ed esiste un forte sospetto che tutti i cancerogeni (terminali) siano necessariamente mutageni. Quando si consideri che la dieta della maggior parte della popolazione dei paesi occidentali contiene migliaia di composti di sintesi come coloranti, sapori, preservanti, emulsificanti, antibiotici, pesticidi e contaminanti derivati dagli involucri, molti dei quali possono possedere attivit mutagena (e cancerogena), la vastit del problema nei suoi aspetti medici, economici e sociali diviene facilmente apprezzabile.

Per ultimo va ricordato che anche agenti biologici possano indurre alterazioni ereditabili del materiale genetico.

QUALCHE NOTA SULLE MODALIT E I MECCANISMI MOLECOLARI Dl MUTAZIONE

Il processo mutativo pu interessare una o pi basi della sequenza polinucleotidica del DNA. Talora pu coinvolgere centinaia o migliaia di nucleotidi.

Mutazioni che interessano un solo nucleotide (mutazioni puntiformi) originano generalmente per sostituzione di una base della sequenza originale con un'altra base. Scambi purina-purina (A->G) o pirimidina-pirimidina (C->T) sono definiti transizioni; scambi purina-pirimidina o viceversa (A->C, A->T, G->C, G->T) prendono il nome di transversioni. Entrambi i tipi di mutazione possono, con frequenza finita, essere corretti per reversione da una seconda mutazione che ripristina il genotipo originale. Mutazioni puntiformi possono derivare anche da inserzione o da perdita di un nucleotide nella sequenza.

La maggioranza delle mutazioni spontanee insorgono durante i processi di replicazione, di ricombinazione, di trasposizione e di riparazione del DNA.

La replicazione del DNA avviene con accoppiamento di basi secondo uno schema che prevede la formazione di specifici legami idrogeno tra adenina e timina (A-T) e tra guanina e citosina (G-C). Questo accoppiamento complementare legittimo messo in crisi quando le basi si presentano in forma alternativa tautomerica, molto pi rare, in equilibrio con le prime. Queste forme presentano uno spostamento cruciale di un atomo di idrogeno ed il nuovo assetto consente la formazione di legami idrogeno con una base diversa da quella prevista dal normale schema di accoppiamento complementare. Ad esempio, la forma iminica dell'adenina e la forma enolica della timina possono dar luogo ad accoppiamenti illegittimi rispettivamente con la citosina (A-C) e con la guanina (G-T). Quando alla migrazione protonica si aggiunge la rotazione di 180 dell'altra base intorno al suo legame con lo scheletro zucchero-fosfato, allora si ha la formazione di transversioni. Eventi di questo tipo consentono un accoppiamento A-A', intermediario della transversione A-T -> (AA') -> T-A. Con queste modalit, l'accoppiamento illegittimo avr come conseguenza l'introduzione di un nucleotide sbagliato nella sequenza polinucleotidica della replica. Questi meccanismi, proposti per spiegare l'insorgenza delle mutazioni spontanee, forniscono anche le basi molecolari dell'azione di alcuni mutageni (analoghi delle basi naturali, sostanze capaci di convertire le basi naturali in basi a differente assetto). Vediamo alcuni esempi. Il 5-bromouracile, un analogo della timina in cui un atomo di bromo sostituisce il metile in posizione 5 dell'anello pirimidinico, esercita la sua azione mutagena favorendo errori per sostituzione durante la replicazione del DNA. La presenza dell'atomo di bromo conferisce una maggior stabilit alla rara forma enolica della molecola aumentando la probabilit di accoppiamenti illegittimi. Ci pu avvenire: (a) per illegittimo accoppiamento del 5-bromouracile con guanina, cui segue la sostituzione della guanina con adenina ed accoppiamento finale dell'adenina con timina. In questo caso una coppia A-T ha sostituito l'originale coppia G-C nella sequenza; (b) per incorporazione del 5-bromouracile al posto della timina, cui segue lappaiamento illegittimo con guanina e sostituzione finale del 5-bromouracile con citosina. In questo caso una coppia G-C ha sostituito l'originale coppia A-T. In entrambi i casi siamo di fronte a sostituzioni per transizione. Un analogo dell'adenina, la 2-aminopurina, ha azione mutagena simile. L'analogo pu appaiarsi con la timina e, pi raramente, con la citosina. In quest'ultimo caso l'accoppiamento illegittimo 2-aminopurina-citosina sostituito dapprima dall'accoppiamento 2-aminopurina-timina e quindi da A-T. La coppia originale G-C quindi sostituita per transizione dalla coppia A-T. Anche gli agenti alchilanti (mostarde solforate ed azotate, epossidi, metilanti industriali, ecc. ) causano sostituzioni per transizione e pi raramente per transversione. Il loro pi frequente bersaglio l'anello purinico. La forma alchilata della guanina (generalmente 06-alchil-G) tende ad appaiarsi incorrettamente con la timina e la guanina alchilata viene sostituita dalla adenina in una ulteriore replicazione del DNA. Altre volte l'alchilazione dell'anello purinico seguita dall'idrolisi del legame purina-desossiribosio, e la purina viene allontanata. Talora, agenti alchilanti bifunzionali (portatori di due gruppi alchilici reattivi nella molecola) formano legami intermolecolari tra filamenti vicini di DNA (o tra filamenti di DNA e gruppi reattivi di altre molecole) disturbando la replicazione (oltre che la trascrizione ed i processi di ricombinazione). Altri mutageni (acido nitroso, idrossilamina) reagiscono con le basi, modificandole, cos da consentire errori di appaiamento. L'idrossilamina, ad esempio, modifica la citosina che alla fine sostituita dalla timina secondo meccanismi analoghi a quelli descritti sopra.

Mutazioni durante il processo di replicazione del DNA insorgono anche con meccanismi diversi in cui l'accoppiamento delle basi legittimo (A-T, G-C), ma non corretto il loro allineamento nella sequenza, con appaiamento fuori registro. Allineamenti incorretti possono avvenire in regioni del DNA caratterizzate da sequenze ripetitive uniche o duplici ed essere generati da palindromi o quasi-palindromi. Nella replicazione, l'incorretto allineamento causa di delezioni o inserzioni di singole basi, piccoli gruppi di basi e sequenze pi estese. Alcuni mutageni operano con meccanismi simili. Intercalandosi tra le basi appaiate della doppia elica del DNA, alterano la regolarit della spaziatura tra le stesse. Ci causa di errori nella replica polinucleotidica che pu presentare delezioni o inserzioni localizzate. Si comportano in questo modo mutageni del tipo delle acridine (proflavina, arancio di acridina).

Durante la prima divisione meiotica nel corso della gametogenesi, i cromosomi si appaiano, scambiando materiale genetico tramite il processo di crossing over (ricombinazione). Il meccanismo di ricombinazione prevede la rottura e la riunione di segmenti di DNA tra i quali esista corrispondenza delle sequenze che individuano alleli omologhi sui cromatidi che partecipano allo scambio. In conseguenza del preciso allineamento, il processo non altera la disposizione delle sequenze polinucleotidiche del DNA. Tuttavia, in qualche caso, allineamento delle sequenze e appaiamento genico non sono precisi. Ci accade in regioni cromosomiche in cui siano presenti duplicazioni geniche contigue (duplicazioni in tandem). In queste regioni, due segmenti di DNA molto simili si succedono nel cromatide ed un errato appaiamento di sequenze durante la meiosi diviene probabile. Se un evento di ricombinazione si manifesta nella regione di incorretto appaiamento, esso esita in delezioni o duplicazioni di materiale genetico.

Accanto ai processi di ricombinazione omologa appena descritti sono oggi note forme di ricombinazione tra regioni di DNA largamente non omologhe. Queste ricombinazioni sono in gran parte legate all'attivit di elementi trasponibili: segmenti discreti di DNA, normali costituenti del genoma di un organismo, sono capaci di muoversi da un sito cromosomico ad un altro generando nuove combinazioni genetiche (che saranno poi saggiate dalla selezione). Gli elementi trasponibili (sequenze di inserzione, trasposoni) mostrano una grande versatilit di ricombinazione. Il processo dipende dalla presenza in essi di corte sequenze di DNA che sono substrato per vari enzimi di ricombinazione (transposasi) e rappresenta una forma di variazione genetica piuttosto drastica. Altri elementi trasponibili si comportano come retrotrasposoni, attraverso un meccanismo che coinvolge la formazione di un RNA intermediario. Da queste ricombinazioni non omologhe si generano duplicazioni, riarrangiamenti e anche fusioni. L'inserzione di questi elementi in una nuova e distante regione del genoma causa di mutazioni per inserzione che alterano profondamente sequenza e funzione di importanti geni.Instabilit del genoma umano e mutazioni

Il DNA non una molecola statica, ma soggetta a cambiamenti ereditabili.

In una popolazione, la variazione di una sequenza genica tradizionalmente descritta come un polimorfismo del DNA. Ciascuna variante viene riconosciuta come allele se presente in almeno 1/100 individui. L'eterozigosi media per il DNA genomico umano equivale approssimativamente al caso in cui due sequenze geniche sono diverse per 1/250 a 1/1.000 basi. Taluni geni (ad es. geni HLA) sono particolarmente polimorfici.

Le mutazioni costituiscono uno dei principali meccanismi evolutivi, ma possono anche essere patogene.

Normalmente, la maggior parte delle mutazioni insorge in seguito a errori di copia durante la replicazione del DNA perch le DNA polimerasi, come tutti gli enzimi, sono inclini a commettere errori. Il tasso di errore di una DNA polimerasi (cio la frequenza con cui incorpora una base sbagliata) significativamente ridotto da una sua subunit che svolge la funzione di "correttore di bozze". Ogni volta che una cellula umana si moltiplica deve essere replicata accuratamente una sequenza di oltre tre miliardi di nucleotidi e per ben due volte (essendo diploide).

Inoltre, il DNA soggetto ad alterazioni di natura chimica. Ad esempio, ogni giorno dal DNA di ciascuna cellula nucleata umana circa 5.000 adenine e guanine vengono perse per depurinazione. Il DNA danneggiato anche dalla esposizione alle radiazioni ionizzanti e ai metaboliti reattivi prodotti dalla cellula.

Il tasso di mutazione mantenuto a livelli accettabili e pressoch costanti da efficaci sistemi di riparazione.

La principale fonte di mutazioni costituita dalle mutazioni endogene, in particolare dagli errori spontanei che avvengono durante la replicazione e la riparazione del DNA. Durante il corso di una vita di media durata stato calcolato che le cellule di un essere umano va incontro a circa 10(16) divisioni cellulari che sono quelle che servono per generare le circa 10(14) cellule dell'adulto, per cui sono necessarie approssimativamente 2 x 10(14) divisioni, oltre a quelle che sono poi necessarie per permettere il rinnovamento cellulare. Poich per ciascuna divisione cellulare devono essere incorporati 6 x 10(9) nucleotidi, per ottenere una replicazione del DNA priva di errori nel corso di una vita media ci sarebbe bisogno di un processo di replicazione talmente accurato da riuscire a inserire nei filamenti di DNA in crescita il nucleotide sempre corretto per circa 6 x 10(26) volte (6x10(9)x10(17).

Un tale livello di precisione nella replicazione del DNA impossibile da ottenere.

Errori di replicazione non corretti si verificano con una frequenza di circa 10-(9) fino a 10-(11) per nucleotide incorporato. Poich il DNA codificante di un gene di dimensioni medie lungo circa 1,5 kb, nel DNA codificante si verificheranno spontaneamente mutazioni con una frequenza media di circa 1,5 x 10-(6) - 1,5 x 10-(8) per gene per divisione cellulare. Quindi, durante le circa 10(16) replicazioni subite nel corso di una vita umana di durata media, ciascun gene potr subire teoricamente 10(8)~10(10) mutazioni.

Ma per ogni singolo gene, solo una piccola minoranza di cellule porter la mutazione.

La frequenza di ciascuna sostituzione di basi non casuale

Le sostituzioni di basi sono tra le mutazioni pi comuni e possono essere raggruppate in due classi:

le transizioni, sostituzioni di una pirimidina (C o T) con un'altra pirimidina, o di una purina (A o G) con un'altra purina;

le transversioni, sostituzioni di una pirimidina con una purina o di una purina con una pirimidina.

Quando una base sostituita da un'altra due volte su tre questo il frutto di una transversione, e solo una volta su tre di una transizione.

Ci si potrebbe quindi attendere che le transversioni siano due volte pi frequenti rispetto alle transizioni.

Tuttavia, Il tasso di transizione nei genomi di mammifero inaspettatamente superiore al tasso di trasversione.

Le transizioni di solito determinano una maggiore conservazione della sequenza polipeptidica. Un tipo di transizione dalla frequenza relativamente elevata corrisponde alla transizione C->T derivante dall'instabilit dei residui di citosina che si trovano nel dinucleotide CpG. In tali dinucleotidi la citosina viene spesso metilata sull'atomo di carbonio 5' e i residui di 5-metilcitosina sono suscettibili di deaminazione spontanea, che d luogo a timina. Nei genomi dei vertebrati il dinucleotide CpG rappresenta pertanto un punto caldo di mutazione: il suo tasso di mutazione circa 8,5 volte maggiore rispetto a quello medio di una coppia qualsiasi di nucleotidi.

La frequenza e la variet delle mutazioni nel DNA codificante sono diverse da quelle nel DNA non codificante

Nel DNA molte mutazioni si generano essenzialmente a caso; perci il DNA codificante e quello non codificante sono ugualmente suscettibili alle mutazioni. E' chiaro, per, che le maggiori conseguenze derivano per lo pi dalle mutazioni che colpiscono quel 3% circa di DNA che nel genoma umano costituisce la porzione codificante. Le mutazioni che si verificano in questa componente del genoma sono di due tipi: mutazioni sinonime (silenti), che non modificano la sequenza del prodotto genico; mutazioni non sinonime, che hanno come risultato una sequenza alterata. Le mutazioni silenti sono considerate di fatto mutazioni neutre (perch non conferiscono alcun vantaggio o svantaggio all'organismo nel genoma del quale insorgono). Invece, le mutazioni non sinonime possono essere suddivise in tre classi, a seconda del loro effetto: quelle che hanno un effetto negativo, quelle senza alcun effetto e quelle con un effetto positivo. pi probabile che la maggior parte delle mutazioni non sinonime abbia un effetto dannoso sull'espressione genica e possa quindi risultare patogena o letale. Tuttavia, la frequenza di tali mutazioni nella popolazione molto ridotta grazie alla selezione naturale. Ne risulta che il numero complessivo di mutazioni presenti nel DNA codificante inferiore rispetto a quello del DNA non codificante.

Mostrano un grado relativamente elevato di conservazione le sequenze codificanti, le sequenze di regolazione quali gli elementi multipli dei promotori, gli enhancer e le sequenze introniche immediatamente fiancheggianti gli esoni.

Le delezioni e inserzioni di uno o pi nucleotidi sono frequenti nel DNA non codificante, ma sono pressoch assenti dal DNA codificante. Tali mutazioni producono uno slittamento del modulo di lettura e traduzione (mutazioni "frameshift"), introducendo un codone di terminazione precoce e determinando la interruzione dell'espressione genica. Anche quando le inserzioni e delezioni non causano una mutazione con slittamento del modulo, possono spesso influenzare la funzione genica, ad esempio eliminando un'importante sequenza codificante. Il DNA codificante, invece, caratterizzato da una frequenza relativamente alta di sostituzioni di basi in punti che determinano effetti minimi sull'espressione genica.

La localizzazione delle sostituzioni di basi nel DNA codificante non casuale

Le sostituzioni che avvengono in segmenti di DNA codificante presentano uno schema di sostituzioni assolutamente non casuale. Le sostituzioni di basi possono essere raggruppate in tre classi, a seconda del loro effetto sulla capacit codificante. A causa della struttura del codice genetico, differenti gradi di degenerazione caratterizzano i differenti siti. I siti non degenerati sono posizioni delle basi in cui tutte e tre le possibili sostituzioni sono non sinonime. Esse includono la prima base di tutti i codoni, tranne otto, la seconda base di tutti i codoni e la terza base di due codoni. Esse comprendono circa il 65% delle posizioni di basi dei codoni umani. Il tasso di sostituzione di una base in siti non degenerati molto basso, coerentemente con la forte pressione selettiva che contrasta i cambiamenti di amminoacidi.

I siti degenerati quattro volte sono localizzati a livello di basi in cui tutte e tre le possibili sostituzioni sono sinonime e si trovano nella base in terza posizione di diversi codoni. Esse costituiscono circa il 16% delle posizioni di basi nei codoni umani. Il tasso di sostituzione in questi siti molto simile a quello dentro gli introni e gli pseudogeni, coerentemente con l'assunzione che le sostituzioni sinonime sono selettivamente neutre.

I siti degenerati due volte sono posizioni di basi in cui una delle tre possibili sostituzioni un sinonimo. Si trovano nella base in terza posizione dei codoni, ma anche nella prima posizione di otto codoni. Esse comprendono circa il 19% delle posizioni di basi nei codoni umani. Come atteso, il tasso di sostituzione per questi siti degenerati due volte intermedio: solo una su tre possibili sostituzioni, una transizione, mantiene lo stesso amminoacido. Le altre due possibili sostituzioni sono trasversioni che per spesso sono sostituzioni conservative.

La struttura del codice genetico e il grado con cui un amminoacido funzionalmente simile a un altro influiscono sulla relativa mutabilit dei singoli amminoacidi. Certi amminoacidi possono giocare ruoli chiave non facilmente sostituibili da altri, ad esempio, la cisteina. Al contrario, altri amminoacidi, come la serina e la treonina, hanno catene laterali molto simili e sono quindi interscambiabili facilmente.

I geni che codificano proteine mostrano enormi variazioni nel tasso di sostituzioni non sinonime

Il tasso e il tipo di sostituzioni variano tra geni differenti. A un estremo ci sono proteine le cui sequenze sono rigorosamente conservate, come l'ubiquitina, gli istoni H3 e H4, la calmodulina, le proteine ribosomiali. Questi geni presentano un tasso di sostituzione sinonima tipico di molti altri geni che codificano proteine, mentre hanno un tasso estremamente basso di sostituzioni non sinonime in confronto agli altri geni.

All'altro estremo, i fibrinopeptidi che vengono generati come parti della proteina fibrinogeno ed eliminati durante la coagulazione del sangue, quando la proteina viene attivata formando fibrina. Quindi se si confrontano i tassi di sostituzione di geni diversi, anche se membri strettamente correlati di una stessa famiglia genica, si evidenziano notevoli differenze. Esistono differenze per uno stesso gene tra i tassi di mutazione che si osservano per l'uomo, la scimmia e i roditori. Nell'uomo sono pi bassi rispetto alle scimmie, in cui sono pi bassi rispetto ai roditori.

L'evoluzione molecolare presenta velocit diverse a seconda delle specie ed pi lenta per gli organismi che hanno tempi di generazione pi lunghi. Ci, forse, non cos sorprendente: la maggior parte delle mutazioni insorge quando il DNA viene replicato durante la gametogenesi (specialmente nei maschi). I roditori e le scimmie hanno tempi di generazione relativamente pi corti rispetto all'uomo e quindi, nella stessa unit di tempo, si avranno pi generazioni. Inoltre stato suggerito che gli animali che vivono pi a lungo abbiano una maggiore capacit nel riparare il DNA rispetto alle specie a vita pi breve, il che determinerebbe tassi di mutazione pi bassi.

I tassi di mutazione pi elevati nei maschi probabilmente sono da mettere in relazione con il maggior numero di divisioni che si verifica nelle loro cellule germinali

Nelle femmine il numero di divisioni cellulari, dallo zigote al gamete maturo, costante, perch tutti gli oociti si formano durante il quinto mese di sviluppo embrionale e poi sono necessarie solo altre due divisioni per produrre ciascuna cellula uovo. Si stimato che nelle femmine il numero di divisioni cellulari successive, dallo zigote al gamete maturo, sia pari a 24.

Nei maschi, il numero di divisioni cellulari necessarie per produrre gli spermatozoi in relazione con l'et. Se si assume l'et media di 13 anni per l'esordio della pubert e una media di 25 anni come et in cui ci si riproduce, il numero totale di divisioni cellulari di circa 310 divisioni. Dato che sono gli errori nella replicazione e riparazione del DNA a produrre la maggioranza delle mutazioni, ci si pu allora aspettare che il tasso di mutazione maschile sia sostanzialmente maggiore di quello femminile.

La maggioranza delle mutazioni che interessano lo splicing alterano una sequenza conservata necessaria per lo splicing normale, ma alcune si verificano in sequenze normalmente non richieste per lo splicing.

Particolari mutazioni possono produrre una forma aberrante di splicing dell'RNA che patogena. Questo perch vengono escluse dall'RNA maturo le sequenze di interi esoni, oppure vengono mantenuti interi introni. Altre volte, lo schema di splicing anomalo pu escludere parte di un esone normale o dar luogo a nuove sequenze esoniche. Le mutazioni puntiformi che alterano una sequenza conservata, normalmente necessaria per lo splicing dell'RNA, sono relativamente comuni. Occasionalmente, per, lo splicing aberrante di un gene pu essere indotto dalla mutazione di altri elementi della sequenza che assomigliano alle sequenze donatrici o accettrici di splicing, ma che di solito non sono coinvolti nello splicing (siti criptici di splicing).

Di solito le mutazioni che introducono un codone di terminazione prematura determinano un mRNA instabile, ma possono produrre anche altri risultati

Tipi differenti di mutazione possono introdurre un codone di terminazione (mutazioni nonsense). Anche gli inserimenti e le delezioni che determinano slittamento del modulo di lettura di solito introducono un codone di terminazione prematura. Ci avviene perch non c' una pressione selettiva per evitare i codoni di stop negli altri moduli di lettura e quindi, date determinate frequenze nucleotidiche, solitamente si incontra almeno un codone di stop entro 100 nucleotidi a valle del sito di mutazione. Le mutazioni che interrompono la sequenza codificante comportano la instabilit dell'mRNA e la formazione, quando occorre, di un polipeptide tronco. La prima di gran lunga la conseguenza pi frequente.

Meccanismi genetici che producono scambi di sequenze tra ripetizioni di DNA

Implicano lo scambio tra sequenze alleliche o non alleliche, coinvolgendo spesso sequenze ripetute.

Le unit ripetute in tandem possono presentarsi in numero variabile. Questo polimorfismo (VNTR - variable number of tandem repeat polymorphism) pu verificarsi con unit ripetute molto brevi (microsatelliti), di dimensioni intermedie (minisatelliti) o lunghe.

Lo slittamento di un filamento, con conseguente appaiamento errato, pu causare un polimorfismo VNTR in corrispondenza di unit brevi ripetute in tandem (microsatelliti)

I tassi di mutazione nella linea germinale in vari loci di microsatelliti presentano notevoli variazioni, andando da un valore non precisabile fino a circa 8 x 10-(3).

Il meccanismo pi probabile per spiegare la variazione di lunghezza una forma di scambio di sequenze, che avviene quando il normale appaiamento tra due filamenti complementari di una doppia elica viene alterato da un appaiamento non corretto delle ripetizioni stesse che porta a una sfasatura delle unit ripetute sui due filamenti. Il meccanismo viene chiamato anche slittamento da replicazione o slittamento della polimerasi. Si presume che lo slittamento durante la replicazione possa generare anche grosse delezioni e duplicazioni quando lerrato appaiamento avviene tra unit ripetute non contigue.

Unit lunghe di DNA ripetuto in tandem sono soggette a inserzioni/duplicazioni in seguito a Crossing-over diseguali o scambi diseguali tra cromatidi fratelli

La ricombinazione omologa implica la rottura di cromatidi non fratelli di una coppia di omologhi e la loro riunione in nuovi filamenti ricombinanti. Lo scambio tra cromatidi fratelli un tipo analogo di ricombinazione che comporta la rottura e la riunione di sequenze presenti su cromatidi differenti dello stesso cromosoma. Sia la ricombinazione omologa, sia lo scambio tra cromatidi fratelli, implicano scambi equivalenti. Conseguentemente, gli scambi avvengono tra sequenze alleliche e in posizioni corrispondenti all'interno degli alleli. Nel caso del crossing-over intragenico tra due alleli si pu ottenere un nuovo allele che una gene di fusione (o gene ibrido).

Il crossing-over diseguale una forma di ricombinazione in cui il crossing-over avviene tra sequenze non alleliche su cromatidi non fratelli di una coppia di omologhi, che presentano un'omologia considerevole, che probabilmente stabilizza l'appaiamento errato dei cromosomi. Poich il crossing-over avviene tra cromatidi non fratelli male appaiati, lo scambio d luogo a una delezione in uno dei cromatidi partecipanti e a un'inserzione nell'altro. Lo scambio analogo tra cromatidi fratelli viene chiamato scambio diseguale tra cromatidi fratelli. Entrambi i meccanismi agiscono soprattutto in punti in cui ci siano unit ripetute in tandem di dimensioni da moderate ad ampie. Si avr come risultato un'inserzione o una delezione di un numero intero di unit ripetute. Tali scambi sono reciproci.

Gli eventi di conversione genica possono essere relativamente frequenti nel DNA ripetuto in tandem

Per conversione genica si intende un trasferimento non reciproco di sequenze informative da un cromatide a un altro. Le sequenze di DNA possono anche essere non alleliche (conversione genica interlocus) o alleliche (conversione genica interallelica). La sequenza donatrice rimane immutata, quella ricevente viene sostituita da una sequenza copiata da quella donatrice.

Le potenzialit patogene delle sequenze ripetute

Nelle unit brevi ripetute in tandem l'appaiamento errato, dovuto a scivolamento di un filamento, predispone a delezioni patogene e a inserzioni che fanno slittare il modulo di lettura

Nella sequenza codificante di un polipeptide pu essere presente una serie di ripetizioni in tandem di un piccolo numero di nucleotidi. Tali ripetizioni sono relativamente esposte a mutazione per appaiamento errato causato da scivolamento di un filamento sullaltro. Di conseguenza, il numero di copie delle ripetizioni in tandem soggetto a fluttuazione. Normalmente le delezioni e piccole inserzioni con slittamento del modulo possono condurre alla perdita dell'espressione genica. Se non fanno slittare il modulo, invece, possono non essere patogene, a meno che la delezione o l'inserzione non si verifichi in una regione di importanza cruciale, destabilizzando una struttura essenziale o impedendo in qualche modo il funzionamento del gene.

La rapida ed estesa espansione di triplette ripetute all'interno di un gene pu essere causa di varie patologie, ma il meccanismo che porta alla mutazione non ancora ben chiaro

Le ripetizioni trinucleotidiche in tandem non sono infrequenti nel genoma umano. Bench esistano 64 possibili sequenze trinucleotidiche, se si tiene conto delle permutazioni cicliche e della lettura su entrambi i filamenti, ci sono solo 10 diverse ripetizioni trinucleotidiche. Certe ripetizioni presentano un comportamento anomalo, che pu causare un'alterata espressione genica. In ciascun caso le ripetizioni al di sotto di una certa lunghezza sono stabili durante la mitosi e la meiosi, mentre al di sopra di una certa lunghezza soglia, le ripetizioni diventano estremamente instabili. Queste ripetizioni instabili, di fatto, non vengono mai trasmesse immutate dai genitori ai figli. Possono verificarsi sia espansioni, sia contrazioni, ma c' una tendenza verso l'espansione. Il cambiamento medio di dimensioni spesso dipende dal sesso del genitore che le trasmette, come anche dalla lunghezza della ripetizione. I geni che contengono ripetizioni trinucleotidiche instabili che si espandono rientrano in due classi principali: Geni che mostrano modeste espansioni di ripetizioni (CAG), all'interno della sequenza codificante. Tipicamente gli alleli stabili e non patologici hanno 10-30 ripetizioni, mentre gli alleli patologici instabili hanno espansioni modeste, spesso nell'ambito delle 40-200 ripetizioni. La trascrizione e la traduzione del gene non vengono influenzate dall'espansione. Il prodotto proteico che si ottiene presenta un'acquisizione di funzione: il suo lungo tratto di poliglutammina fa s che si formino aggregati molecolari all'interno di taluni tipi differenziativi di cellule, uccidendole.

Geni che presentano espansioni massicce di ripetizioni non codificanti. In alcuni geni, vari tipi di ripetizioni trinucleotidiche che si trovano nel promotore, nelle regioni non tradotte o nelle sequenze introniche possono espandersi massicciamente, causando perdita di funzione. Solitamente, gli alleli stabili e non patologici hanno 5~50 unit ripetute, mentre gli alleli patologici instabili ne hanno diverse centinaia o migliaia di copie. Non si sa se i cambiamenti insorgano durante la gametogenesi, la fecondazione o l'embriogenesi.

L'appaiamento errato per slittamento di un filamento potrebbe contribuire al meccanismo di espansione, dato che le ripetizioni interrotte appaiono stabili e solo le ripetizioni omogenee sono instabili. Dopo una certa lunghezza (soglia), sembra invece esserci una chiara tendenza verso una continua espansione della schiera di unit ripetute.

Le famiglie geniche ripetute in tandem e raggruppate possono essere soggette a crossing-over diseguali patogeni e a eventi simili alla conversione genica

Molti raggruppamenti genici umani e di mammifero contengono pseudogeni non funzionali. Scambi di sequenze interlocus tra pseudogeni e geni funzionali possono sfociare in patologie a causa di rimozione o alterazione di parte o di tutta la sequenza di un gene funzionale. L'esempio classico di patogenesi dovuta a scambi gene-pseudogene quello della deficienza di steroido-21-idrossilasi, in cui praticamente il 95% delle mutazioni patologiche insorge in seguito a scambi di sequenze tra il gene funzionale della 21-idrossilasi, CYP21B, e uno pseudogene strettamente correlato, CYP21A.

Le ripetizioni intersperse spesso predispongono a grosse delezioni e duplicazioni

Ripetizioni corte dirette

Ripetizioni dirette molto corte si ritrovano frequentemente alle estremit delle delezioni (sindrome di Kearns-Sayre).

La ripetizione Alu come punto caldo di ricombinazione

La ripetizione Alu presente approssimativamente ogni 4 kb ed stato suggerito che l'appaiamento errato tra tali ripetizioni sia una causa frequente di delezioni e duplicazioni. Alcuni grossi geni hanno molte sequenze Alu interne ai loro introni o nelle sequenze non tradotte, che li rendono soggetti a frequenti delezioni e duplicazioni interne. Ad esempio, il gene di 45 kb del recettore delle lipoproteine a bassa densit ha una concentrazione relativamente elevata di ripetizioni Alu (circa una ogni 1,6 kb).

Inversioni patogene possono essere prodotte dalla ricombinazione intracromatidica tra ripetizioni invertite

Occasionalmente, dentro o vicino a un gene possono trovarsi ripetizioni invertite raggruppate. Il grado elevato di somiglianza tra le sequenze invertite pu predisporre all'appaiamento delle ripetizioni per mezzo di un meccanismo che coinvolga il ripiegamento su se stesso di un cromatidio. La successiva rottura del cromatidio in corrispondenza delle ripetizioni male appaiate e la sua riunione possono poi dar luogo a un'inversione.

Il classico esempio di inversioni patogene causate da un tale tipo di meccanismo si verifica in pi del 40% dei casi di emofilia A grave.

La trasposizione di una sequenza di DNA non infrequente e pu essere causa di malattia

Una parte degli elementi altamente e moderatamente ripetuti interspersi in grado di trasporsi tramite un intermedio di RNA. Sono stati riportati diversi esempi di alterazioni genetiche dovute a inattivazione per inserzione a opera di retrotrasposoni. Ad esempio, in uno studio si scoperto che in due su 140 pazienti non imparentati l'emofilia A era insorta in seguito all'inserzione de novo di una ripetizione LINE-1 in un esone del gene del fattore VIII. Si conoscono altri casi di inattivazione inserzionale a opera di un elemento Alu che si traspone attivamente, come ad esempio quello della neurofibromatosi di tipo 1. Sono poi stati riportati numerosi altri esempi di patogenesi dovuta a inserzione intragenica di sequenze di DNA non definite.

Mutazioni patogene

La sequenza codificante del gene quella dove stata identificata la maggioranza delle mutazioni patogene. Quelle dovute a sostituzione nucleotidica, solitamente, sono sostituzioni non sinonime. La sostituzione con un codone sinonimo pu non essere neutra ma patogena, qualora attivi un sito criptico di splicing. Nel DNA codificante, il dinucleotide CpG e le ripetizioni in tandem si trovano spesso in punti caldi per mutazioni patogene.

Le sequenze non codificanti intrageniche. Si tratta in particolare di dinucleotidi altamente conservati GT e AG alle estremit degli introni, ma anche elementi conservati delle sequenze non tradotte. Nel caso dell'osteogenesi imperfetta, una patologia del collagene, esse costituiscono una mutazione patogena molto comune. I geni del collagene hanno esoni piccoli e un numero di introni piuttosto elevato (spesso pi di 50 e anche 106 come nel caso del gene COL7A1), che li rendono bersagli eccezionali per le mutazioni che interessano lo splicing. Occasionali mutazioni patogene sono state registrate nella 5' UTR (come nel caso dell'emofilia B Leyden).

Le sequenze di regolazione esterne agli esoni. Elementi del promotore. Anche altri elementi di regolazione situati pi lontano possono essere siti di mutazioni patogene; ad esempio, le delezioni che eliminano la LCR della beta-globina, ma lasciano il gene della beta-globina e il suo promotore intatti, determinano la quasi completa abolizione dell'espressione del gene e provocano la beta-talassemia. Si visto che un gene pu essere regolato dal prodotto di un altro gene. Ad esempio, nel caso di rare varianti dell'alfa-talassemia con ritardo mentale, la malattia mappa su un gene associato all'X che codifica un fattore di trascrizione, una delle cui sequenze bersaglio probabilmente il gene dell'alfa-globina.

Il genoma mitocondriale costituisce un punto caldo per le mutazioni patogene

Il genoma mitocondriale costituisce un piccolo bersaglio per le mutazioni (le sue dimensioni sono circa 1/200.000 di quelle del genoma nucleare). Percentuale pi alta di DNA codificante. A differenza dei geni nucleari, i geni mitocondriali sono presenti con un numero cospicuo di copie (nell'uomo in ogni cellula somatica ci sono migliaia di copie di mtDNA)

La frequenza delle "patologie genetiche mitocondriali" piuttosto elevata e il genoma mitocondriale pu essere considerato un sito caldo di mutazioni.

Si visto che le mutazioni possono essere fissate nei genomi mitocondriali di cellule animali a un tasso circa 10 volte maggiore di quello in sequenze equivalenti nel genoma nucleare.

Si pensa che la grande instabilit dell' mtDNA sia da attribuire a pi fattori. Probabilmente l'elevato tasso con cui vengono prodotti radicali reattivi dell'ossigeno a opera della catena respiratoria causa un sostanziale danno ossidativo all'mtDNA che, a differenza del DNA nucleare, non protetto dagli istoni. L'mtDNA inoltre deve subire molti pi cicli di replicazione rispetto al DNA cromosomico. Bench si conoscano diversi sistemi di riparazione dell'mtDNA, alcune mutazioni frequenti, tra cui i dimeri di timina, non vengono riparate.

Fattori differenti governano l'espressione delle mutazioni patogene

Il grado con cui una mutazione patogena d luogo a un fenotipo aberrante dipende da diversi fattori:

1) il modo in cui viene alterata l'espressione del gene mutante. La maggior parte delle mutazioni determina l'abolizione o la sostanziale riduzione dell'espressione genica, ma alcune possono provocare la sovraespressione di un prodotto genico che pu determinare un fenotipo anomalo l dove la dose genica dovrebbe essere invece accuratamente regolata; pu essere estremamente dannosa anche l'espressione ectopica, cio l'espressione in tessuti in cui il gene normalmente non viene espresso.

2) la presenza di un unico allele normale pu essere sufficiente a mantenere un fenotipo clinicamente normale (come avviene nelle patologie ereditarie recessive) oppure pu determinare un fenotipo anomalo, ma meno marcato di quello dell'omozigote mutante.

3) lo stesso allele mutante pu avere diversi effetti fenotipici a seconda dell'ambiente genetico in cui si trova e, in particolare, a seconda della presenza di particolari alleli in specifici loci genici (geni modificatori).

4) in generale, probabile che le mutazioni che sono presenti in tutte le cellule di un individuo (mutazioni ereditate) o in molte di esse (mutazioni somatiche acquisite nelle prime fasi dello sviluppo) abbiano un effetto pi marcato di quelle presenti in poche cellule (mutazioni somatiche che insorgono in stadi molto pi tardivi) o in tipi cellulari in cui il gene interessato non viene espresso. I tumori fanno eccezione.

PS

Mutazioni meno estese coinvolgono una singola regione di DNA (Sostituzioni di basi - Delezioni Inserzioni) o implicano scambi tra due sequenze alleliche o non alleliche. In casi meno frequenti ci pu avvenire per trasposizione da un altro locus. La trasposizione per copia o duplicativa implica che da un locus venga duplicata una sequenza e che questa copia venga inserita in un altro locus. Le trasposizioni senza copia consistono invece nella semplice trasposizione di una sequenza di DNA da un locus a un altro.

Nuove mutazioni possono insorgere sia nelle cellule somatiche, sia nella linea germinale. In questo caso la mutazione pu propagarsi ad altri membri della popolazione.