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Une mutation au niveau moléculaire fait référence à toute addition, suppression ou substitution de bases nucléotidiques dans l'ADN. L'ADN se compose de quatre nucléotides :l'adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). La séquence précise de ces bases code les instructions pour les acides aminés, les éléments constitutifs des protéines. Le maintien de l’ordre correct des bases est essentiel pour produire des protéines fonctionnelles ; les mutations peuvent aller de bénignes à pathogènes.
Une mutation silencieuse ou synonyme modifie un seul nucléotide mais code toujours pour le même acide aminé. Parce que le code génétique est dégénéré (plusieurs codons peuvent spécifier le même acide aminé), de telles substitutions n'ont généralement aucun effet détectable sur la protéine résultante.
Une mutation faux-sens remplace un nucléotide par un autre, produisant un codon qui spécifie un acide aminé différent. L'impact dépend des propriétés de l'acide aminé substitué; des changements conservateurs peuvent être tolérés, tandis que des substitutions non conservatrices peuvent altérer la structure ou la fonction des protéines et sont impliquées dans divers troubles, notamment le cancer.
Une mutation non-sens introduit un codon d'arrêt prématuré (UAA, UAG ou UGA). La traduction s'arrête prématurément, produisant une protéine tronquée qui est généralement non fonctionnelle. De telles mutations sont une cause majeure de maladies héréditaires et contribuent à l'oncogenèse.
Les insertions ou délétions qui ne sont pas des multiples de trois nucléotides décalent le cadre de lecture. Les codons en aval sont mal lus, produisant une séquence d’acides aminés complètement différente et souvent un codon d’arrêt prématuré. Les mutations Frameshift entraînent généralement des protéines dysfonctionnelles ou tronquées.
