Substitution

Bei der Substitution findet ein Austausch einer einzelnen Base gegen eine andere statt. Substitution bezeichnet hier also den Veränderungsvorgang der Punktmutation als einer Variante der Genmutation.

Nach den Basen unterscheidet man zwei Typen der Substitution:

• Transition: Substitution einer Purin- gegen eine andere Purinbase bzw. einer Pyrimidin- gegen eine andere Pyrimidinbase.
• Transversion: Substitution einer Purin- gegen eine Pyrimidinbase oder umgekehrt.

Eine Punktmutation durch Substitution kann unterschiedliche Auswirkungen haben. Bei einer missense-Mutation entsteht ein Codon, das für eine andere Aminosäure codiert. Bei einer nonsense-Mutation entsteht ein Codon, das für keine der Aminosäuren codiert; es kann als Stopcodon wirken, in Introns auch fehlerhaftes Spleißen bewirken. Eine stumme oder stille Mutation ist dagegen eine, bei der ein Codon entsteht, das für die gleiche Aminosäure codiert. Dies ist durchaus möglich, da es für viele Aminosäuren mehrere Codierungsmöglichkeiten gibt (siehe genetischer Code). Einer stillen Mutation ähnlich ist die neutrale Mutation, bei der das neu entstandene Codon zwar eine andere Aminosäure codiert, doch eine, welche der ursprünglichen Aminosäure chemisch sehr ähnlich ist. Entsteht beispielsweise mit Transversion von C→A bei einer (missense-)Mutation aus CUU das Codon AUU, so wird anstelle von Leucin die Aminosäure Isoleucin codiert, die aber chemisch so ähnlich ist, dass die Wirkungsweise des gebildeten Proteins u. U. unbeeinträchtigt bleibt.

Deletion

Unter Deletion versteht man bei der Genmutation den Verlust einer oder mehrerer Basen. Eine Deletion kann zu einer Verschiebung des Leserasters führen (Frameshift).

Man kann zwei Typen der Deletion unterscheiden:

• out of frame-Deletion: Das Leseraster wird verschoben. Es entsteht ein verändertes Protein, ab der Deletionsstelle.
• in frame-Deletion: Das Leseraster bleibt erhalten. Es entsteht ein verändertes Protein mit deletierten Aminosäuren.

Das Leseraster kann beibehalten werden, wenn die Deletion von Basenpaaren eine Anzahl enthält, die durch drei teilbar ist. Werden zum Beispiel sechs Basenpaare in Folge deletiert, so fehlen dann auch zwei Aminosäuren im Protein (was ein defektes Protein zur Folge haben kann, nicht muss), jedoch ist das Leseraster erhalten geblieben.

Insertion bzw. Addition

Hierunter versteht man bei der Genmutation den Einbau von Sequenzen in die DNA. Auch dies kann zu einer Leserasterverschiebung (Frameshift) führen, soweit nicht Tripletts eingebaut werden.

Duplikation

Duplikationen entstehen bei der Chromosomenmutation zum Beispiel durch ungleiches crossing over entweder zwischen homologen Chromosomen oder zwischen Schwesterchromatiden. Sie werden auch Genduplikationen genannt.

Man unterscheidet zwei Genduplikationsarten:

• partielle (teilweise) Genduplikationen
• vollständige Genduplikationen