点突然変異：種類・原因・遺伝学および進化における重要性

一般的な種類と作用

• 置換 – ある塩基が別の塩基に置き換わる。置換はしばしば、プリン塩基間またはピリミジン塩基間で起こるトランジションと、プリン塩基とピリミジン塩基の間で起こるトランスバージョンに分類される。
• ミスセンス変異 – コドンを変化させ、タンパク質に別のアミノ酸が組み込まれる置換である。
• サイレント変異 – 遺伝暗号の縮重性により、コードされるアミノ酸を変えない置換である。
• ナンセンス変異 – 早期終止コドンを生じさせてタンパク質を短縮する置換である。このような転写産物の多くは、ナンセンス介在mRNA分解によって減少する。
• 1塩基の挿入または欠失（インデル） – コード配列内で起こる場合、通常はフレームシフトを生じ、下流のアミノ酸配列を変化させ、しばしば機能しないタンパク質を生じる。

原因と細胞の応答

点突然変異は、複製時の誤り、自発的な化学変化（例：脱アミノ化）、変異原性化学物質または放射線への曝露、ならびに修復過程での誤りによって生じる。細胞には、ミスマッチ修復や塩基除去修復を含め、単一塩基の問題を訂正する複数の修復経路がある。変異によって早期終止コドンが生じた場合には、ナンセンス介在mRNA分解などの品質管理機構が、短縮タンパク質の産生を抑えることがある。

影響と例

点突然変異の機能的な結果は文脈に依存する。サイレント変異は実質的に中立となることがあり、ミスセンス変異はタンパク質活性をわずかに、あるいは大きく変化させうる。一方、ナンセンス変異やフレームシフト変異は、しばしば機能を失わせる。タンパク質構造を変化させて遺伝性の疾患につながる、単一ヌクレオチド置換はよく知られた例である。点変異は多くの診断検査の基礎でもあり、臨床遺伝学において薬剤応答を左右することがある。

遺伝学と進化における重要性

集団レベルでは、1塩基の変化は遺伝的多様性の主要な源である。一般的な1塩基の変異は一塩基多型（SNP）と呼ばれ、マッピング研究のマーカーとして広く利用されている。進化の長い時間の中で点突然変異は蓄積し、種間の分化だけでなく、種内での適応にも寄与する。

補足と資料

点突然変異は、多数の塩基を再配列または欠失させる、より大規模な構造変異とは区別される。実用的な情報や定義については、突然変異の基礎に関する資料、すなわち突然変異の種類の概要、ヌクレオチドの構造、DNAの構造と機能を参照。終止コドンとその影響の詳細は終止コドンの情報を、変化がどのように転写・翻訳されるかについては転写および翻訳を参照する。タンパク質レベルでの影響と品質管理経路については、タンパク質生物学の資料を参照。