Le mutazioni genetiche, sebbene non concedano alle tartarughe i poteri delle Tartarughe Ninja, svolgono un ruolo cruciale nella biologia e nella medicina. Sono piccoli cambiamenti nel DNA o nell'RNA che si verificano durante la replicazione o la divisione cellulare e possono essere innocui o deleteri.

Che cos'è una mutazione genetica?

Le mutazioni genetiche sono alterazioni dei nucleotidi, dei geni o dei cromosomi che possono verificarsi nelle cellule germinali (spermatozoi e ovuli) o nelle cellule somatiche (tutte le altre cellule del corpo). Le mutazioni germinali sono ereditarie e possono portare a disturbi ereditari, mentre le mutazioni somatiche sono limitate all'individuo e possono causare malattie come il cancro.

Quando si verificano le mutazioni genetiche?

La maggior parte delle mutazioni si verificano appena prima o durante la divisione cellulare – mitosi o meiosi – quando la replicazione del DNA o la segregazione cromosomica possono andare storte. Le mutazioni germinali vengono trasmesse alla prole, mentre le mutazioni somatiche possono aumentare il rischio di cancro o portare a escrescenze benigne.

Cause di mutazioni genetiche

Le mutazioni derivano da errori spontanei nella replicazione e riparazione del DNA o da agenti mutageni esterni come sostanze chimiche tossiche, radiazioni ionizzanti e luce UV. Gli agenti cancerogeni, ovvero i mutageni che causano il cancro, includono le radiazioni UV e alcuni inquinanti industriali.

Tipi di mutazioni genetiche

Le mutazioni genetiche possono essere classificate in diverse categorie in base a come viene alterata la sequenza del DNA:

• Spostamento tautomerico :Disadattamenti temporanei delle coppie di basi durante la replica.
• Depurinazione :Perdita di una base purinica (adenina o guanina) dallo scheletro del DNA.
• Deaminazione :Rimozione di un gruppo amminico, come la conversione della citosina in uracile; una fonte comune di mutazioni spontanee (Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ).
• Transizione :Sostituzione di una purina con un'altra purina (A↔G) o di una pirimidina con un'altra pirimidina (C↔T).
• Trasversione :Sostituzione di una purina con una pirimidina o viceversa (ad es. A↔C).

Mutazioni puntiformi

Questi sono cambiamenti che interessano un singolo nucleotide e possono essere silenziosi, missenso, senza senso o frameshift:

• Silenzioso :Nessun cambiamento nell'amminoacido codificato.
• Missenso :altera un amminoacido, interrompendo potenzialmente la funzione della proteina (ad esempio, anemia falciforme causata da una mutazione puntiforme singola nel gene HBB).
• Sciocchezze :Crea un codone di stop prematuro, troncando la proteina.
• Frameshift :L'aggiunta o l'eliminazione di nucleotidi sposta il quadro di lettura, spesso producendo una proteina disfunzionale (ad esempio, beta‑talassemia).

Variazioni del numero di copia

Duplicazioni o amplificazioni di segmenti genici possono aumentare il dosaggio e l'espressione genica. L'amplificazione genetica è implicata nei tumori, come il cancro al seno, e in malattie genetiche come la sindrome dell'X fragile, in cui le ripetizioni trinucleotidiche espanse destabilizzano il DNA.

Mutazioni cromosomiche

Alterazioni cromosomiche su larga scala (delezioni, duplicazioni, inversioni, traslocazioni e non disgiunzione) possono portare a sindromi dello sviluppo (ad esempio sindrome di Down, sindrome di Turner, sindrome del Cri du Chat) e tumori.

Implicazioni cliniche e consulenza genetica

L’identificazione precoce delle mutazioni attraverso i test prenatali e lo screening genetico aiuta la pianificazione familiare e la gestione delle malattie. Alcuni portatori di mutazioni associate alla malattia possiedono vantaggi evolutivi:i portatori di anemia falciforme sono protetti contro la malaria e i portatori di fibrosi cistica possono avere resistenza al colera.