What is the difference between a null mutation and a missense mutation in genetics?

Null ve Missense Mutasyonlar Arasındaki Fark

Null mutasyon, proteinin tamamen fonksiyon kaybına yol açan bir genetik değişikliktir (nonsense, frameshift, splice site mutasyonları gibi), missense mutasyon ise DNA'da tek bir nükleotid değişikliği sonucu protein dizisinde bir amino asidin başka bir amino asitle yer değiştirmesidir. 1

Null Mutasyonlar (Fonksiyon Kaybı Mutasyonları)

Null mutasyonlar, genin tamamen işlevsiz hale gelmesine neden olan değişikliklerdir:

• Nonsense mutasyonlar: Erken stop kodon oluşturarak proteinin kısalmasına ve fonksiyon kaybına yol açar 1
• Frameshift mutasyonlar: DNA dizisine nükleotid eklenmesi veya silinmesi sonucu okuma çerçevesinin kayması ve yanlış protein üretimi 1
• Splice site mutasyonları: Kanonical +/−1 veya 2 splice bölgelerindeki değişiklikler, mRNA'nın yanlış işlenmesine neden olur 1
• Başlangıç kodon mutasyonları: Proteinin hiç üretilememesine yol açar 1
• Tek veya çok ekson delesyonları: Genin büyük bölümlerinin kaybı 1

Klinik Önemi

Null mutasyonlar, ACMG/AMP kılavuzlarında PVS1 (çok güçlü patojenik kanıt) kriteri olarak sınıflandırılır, ancak sadece fonksiyon kaybının bilinen hastalık mekanizması olduğu genlerde geçerlidir. 1

Önemli uyarılar:

• Genin 3' ucuna yakın bölgelerdeki truncating varyantlarda dikkatli olunmalı (nonsense-mediated decay'den kaçabilirler) 1
• GFAP ve MYH7 gibi fonksiyon kaybının hastalık mekanizması olmadığı genlerde PVS1 uygulanmamalı 1
• Çoklu transkript varlığında dikkatli değerlendirme gerekir 1

Missense Mutasyonlar (Yanlış Anlamlı Mutasyonlar)

Missense mutasyonlar, DNA'da tek bir baz çifti değişikliği sonucu protein dizisinde bir amino asidin başka bir amino asitle değişmesidir:

• Protein yapısını ve fonksiyonunu değiştirebilir ancak protein tamamen üretilir 2, 3
• Etkileri null mutasyonlara göre çok daha değişkendir - hafif etkilerden ciddi fonksiyon kaybına kadar 4, 5
• Farklı moleküler mekanizmalarla hastalığa yol açabilir: fonksiyon kaybı (LOF), fonksiyon kazanımı (GOF), veya dominant-negatif (DN) etkiler 4, 5, 6

Missense Mutasyonların Değerlendirilmesi

ACMG/AMP kılavuzları missense mutasyonlar için birden fazla kriter kullanır:

• PS1: Daha önce patojenik olduğu gösterilmiş aynı amino asit değişikliği 1
• PM1: Mutasyonel hotspot veya kritik fonksiyonel domain içinde lokalizasyon 1
• PM5: Aynı pozisyonda farklı patojenik missense değişiklik 1
• PP3: Çoklu in silico tahmin araçlarının patojenik olduğunu göstermesi (SIFT, PolyPhen-2, MutationTaster vb.) 1

Moleküler Mekanizma Farklılıkları

Dominant hastalıklarda missense mutasyonların %48'i fonksiyon kaybı dışı mekanizmalarla (GOF veya DN) hastalığa yol açar: 6

• Dominant-negatif mutasyonlar: Protein-protein etkileşim yüzeylerinde yoğunlaşır ve normal proteinin fonksiyonunu bozar 4, 5
• Fonksiyon kazanımı mutasyonları: Yeni etkileşimler oluşturabilir, bağlanma spesifitesini değiştirebilir veya agregasyona yol açabilir 5, 6
• Fonksiyon kaybı missense mutasyonları: Protein stabilitesini bozar veya kritik fonksiyonel bölgeleri etkiler 2, 4

Pratik Klinik Yaklaşım

Null ve missense mutasyonları ayırt ederken şu algoritmayı kullanın:

1. Mutasyon tipini belirleyin: Nonsense, frameshift, splice site → null mutasyon; amino asit değişikliği → missense mutasyon 1

2. Genin hastalık mekanizmasını değerlendirin: Fonksiyon kaybı bilinen mekanizma mı? 1

3. Null mutasyonlar için: PVS1 + PM2 (populasyonda yok) kriterleri genellikle "muhtemel patojenik" sınıflandırması için yeterlidir 1

4. Missense mutasyonlar için: Birden fazla kriter gerekir ve in silico tahminler tek başına yeterli değildir 1

5. Dikkat edilmesi gereken tuzaklar:

   • Aynı temel mantığı kullanan kriterleri birlikte kullanmak (PM1+PS1 veya PM1+PM5) kanıtı yapay olarak güçlendirebilir 1
   • In silico tahmin araçları GOF ve DN mutasyonlarda zayıf performans gösterir 4, 6
   • Missense mutasyonların 3D uzayda kümelenme eğilimi non-LOF mekanizmaları düşündürür 4

Genotip-fenotip korelasyonları önemlidir: Null mutasyonlar genellikle daha erken başlangıçlı ve şiddetli fenotiple ilişkiliyken, missense mutasyonlar (özellikle leaky splice site veya rezidüel kinaz aktivitesi olanlar) daha hafif fenotiple ilişkilidir. 1