Punktmutation
Kurs: Basvetenskap 5 Moment 1, Basvetenskap 6, MDBI
Vad är det?
En punktmutation är en förändring av en enskild nukleotid i DNA-sekvensen, en av de grundläggande mekanismerna för genetisk förändring vid cancer.
Mekanism
En enda baspar bytt ut mot ett annat kan förändra en akodon tillräckligt för att ändra proteinets aminosyrasekvens, vilket kan aktivera ett onkogen (t.ex. RAS-mutation som håller proteinet konstant GTP-bundet) eller inaktivera ett tumörsuppressorgen (t.ex. p53-mutation).
Klinisk relevans & Diagnostik
Klassiska exempel inkluderar EGFR-punktmutationer i lungadenokarcinom och C-KIT-punktmutationer vid GIST (gastrointestinala stromacellstumörer), båda vilka gör respektive tyrosinkinasreceptor konstant aktiv oberoende av ligandbindning.
Klinisk pärla
Punktmutationer i tyrosinkinasreceptorer (EGFR, C-KIT) är prediktiva markörer som direkt styr val av riktad läkemedelsbehandling (t.ex. EGFR-hämmare) – ett bra exempel på precisionsmedicin i praktiken.
Mikrobiologi — punktmutation som resistensmekanism
- Punktmutation är grundformen av spontan genetisk variation hos Bakterier och Virus, och underindelas efter konsekvens för proteinet:
- Tyst (synonym) mutation — kodonet ändras men aminosyran blir densamma.
- Missensmutation — en annan aminosyra byggs in. Detta är den vanligaste orsaken till Antibiotikaresistens genom förändrad målstruktur.
- Nonsensmutation — ett stoppkodon uppstår, proteinet blir avkortat och oftast icke-funktionellt.
- Utöver punktmutationer finns insertioner och deletioner; om antalet baser inte är delbart med tre uppstår en frameshift-mutation som förskjuter läsramen och i regel förstör hela proteinet nedströms.
- Mutationsfrekvensen per baspar och generation är låg, men bakteriepopulationer är så stora (10⁹ celler i en infektion är inte ovanligt) att varje tänkbar enstegsmutation redan existerar i populationen innan behandlingen startar. Antibiotika selekterar därför fram befintliga mutanter — de skapar dem inte.
- Kliniskt viktiga resistensmutationer: rpoB (Rifampicin), gyrA och parC (Fluorokinoloner), katG och inhA (isoniazid), 23S rRNA (Linezolid), samt PBP-förändringar hos pneumokocker.
- Vissa bakterier är hypermutatorer (defekt mismatch repair) och utvecklar resistens snabbare — vanligt hos Pseudomonas aeruginosa vid kronisk kolonisation i Cystisk fibros.
- Punktmutation ger vertikalt nedärvd resistens inom en klon, till skillnad från Horisontell genöverföring som sprider resistens mellan kloner och arter.
- Resistens som uppstår genom en enkel punktmutation har låg genetisk barriär och kräver kombinationsbehandling — grunden för fyrkombinationen vid Tuberkulos. Molekylär diagnostik utnyttjar detta: Xpert MTB-RIF påvisar rpoB-mutationer och därmed rifampicinresistens direkt i sputum inom timmar, medan fenotypisk resistensbestämning tar veckor.
Klinisk kemi
- Punktmutationer är grunden för de DNA-baserade trombofilianalyserna inom klinisk kemi. De utförs på B-DNA och svaras ut som genotyp, inte som koncentration eller aktivitet.
- B-DNA-Protrombin 20210G→A (Protrombinmutationen): punktmutation vid nukleotidposition 20210 i protrombingenen. Normal genotyp är 20210 G/G; mutationen ger G→A och benämns PTHRA²⁰²¹⁰. Ger ökad protrombinhalt och lätt ökad risk för venös trombossjukdom.
- Faktor V Leiden vid APC-resistens: punktmutation i faktor V-genen där aminosyran vid det enzymatiska spjälkningsstället byts (glutamin/arginin), så att aktiverat faktor V inte kan brytas ned av aktiverat protein C. Förklarar >90 % av APC-resistensfallen.
| Genotyp | Förekomst | Relativ trombosrisk |
|---|---|---|
| Heterozygot APC-resistens | 5–10 % av befolkningen | 7–10 ggr |
| Homozygot APC-resistens | ca 1 % | 100 ggr |
| Heterozygot för både faktor V Leiden och protrombin A-allelen | — | ca 20 ggr |
- MTHFR C677→T: punktmutation som via nedsatt remetylering av homocystein till metionin ger hyperhomocysteinemi. I nordamerikanska studier ca 12 % homozygota och 40 % heterozygota.
- Indikation för genotypning: recidiverande venösa tromboser, venös trombos före 40 års ålder, trombos med ovanlig lokalisation eller familjär förekomst.
- Preanalytisk fördel: genotypen är konstant och påverkas inte av antikoagulantiabehandling, inflammation, graviditet eller akut trombos — till skillnad från de funktionella koagulationsanalyserna.
Tenta-fokus
Inom mikrobiologin: antibiotika skapar inte mutationer — de selekterar dem. Punktmutation ger vertikal spridning inom en klon; HGT ger horisontell spridning mellan arter.
Tenta-fokus
Väldokumenterad trombos hos barn eller unga vuxna utgör alltid skäl till vidare utredning. Kombinationen heterozygot faktor V Leiden + heterozygot protrombin 20210A ger ca 20 gånger ökad trombosrisk — klart mer än vardera mutationen för sig.
Kopplingar
Del: 03 Klinisk Kemi Avsnitt: 05 Koagulation och Hemostas
Relaterat: Antibiotikaresistens, Horisontell genöverföring, Genetisk barriär, Rifampicin, Fluorokinoloner, Genamplifiering, Translokation, Tyrosinkinasreceptor (TKR), RAS, Protrombinmutationen, Faktor V Leiden, MTHFR, APC-resistens