L'emoglobina viene isolata dagli eritrociti di un bambino affetto da anemia. L'elettroforesi dell'emoglobina rivela la presenza di un'emoglobina instabile, nota come emoglobina Cranston (HbCr), contenente una catena b-globinica anomala. La sequenza normale del gene della globina b (HbNl) e la sequenza della catena b dell'HbCr sono presentate nella tabella seguente. HbNl: AAGUAUCACUAAGCUCGC HbCr: AAGAGUAUCACUAAGCUCGCUUUC >>> UAU UAA Quale dei seguenti fattori spiegherebbe lo sviluppo di HbCr?
Una mutazione frameshift ha provocato la cancellazione di diversi residui aminoacidici nella catena b
Una mutazione nel codone di stop ha provocato l'allungamento della catena b
Una mutazione puntiforme ha provocato l'inserimento di un codone di stop nella catena b
L'aggiunta di due coppie di basi ha comportato l'eliminazione di un codone di stop nella catena b
Osservando il segmento codificante del gene b normale dell'emoglobina, si dovrebbe leggere l'informazione codone per codone, come segue: AAG UAU CAC UAA GCU CGC 1 2 3 4 5 6 Il gene b-globina normale ha un codone di stop (UAA ) in 4a posizione, quindi gli ultimi 2 codoni (GCU e CGC) non sono tradotti e non codificano per i residui aminoacidici presenti nella proteina. Confrontando questa informazione con il segmento codificante del gene b mutato dell'emoglobina Cranston, si noterebbe quanto segue: AAG AGU AUC ACU AAG CUC GCU UUC UAU UAA 1 2 3 4 5 6 7 8 etc etc L'inserimento di due paia di basi ( AG) provoca una mutazione frameshift che elimina il codone di stop in posizione 4, causando così l'aggiunta di aminoacidi normalmente non tradotti nella catena b dell'emoglobina del bambino. Poiché la catena è ormai troppo lunga, ciò destabilizza la conformazione tetramerica dell'emoglobina. Una mutazione frameshift che comporta la cancellazione di diversi aminoacidi è sbagliata, poiché tale mutazione avrebbe inserito un codone di stop (UAA, UGA o UAG) prima della posizione 4. Una mutazione nel codone di stop avrebbe comportato un codone di stop più lungo del normale gene della b-globina, ma le informazioni fornite non indicano alcun cambiamento nel codone di stop in posizione 4. È interessante notare che esiste un allungamento della catena dovuto ad una mutazione nel codone di stop ed è noto come molla costante dell'emoglobina, che colpisce la catena a dell'emoglobina. Una mutazione puntiforme è il risultato di un cambiamento di una singola coppia di basi, il che non è il caso in questo caso. Una mutazione puntiforme che comporta l'inserimento di un nuovo codone di stop è chiamata mutazione non senso e darebbe come risultato una proteina più piccola del normale. Rif: Weil P. (2011). Capitolo 37. Sintesi proteica e codice genetico. Nel D.A. Bender, K.M. Botham, P.A. Weil, PJ Kennelly, RK Murray, V.W. Rodwell (a cura di), Biochimica illustrata di Harper, 29e.