Chaque fois qu’il y a un changement dans la structure ou la quantité d’ADN dans un organisme, cela s’appelle une mutation. Il existe différents types de mutations, selon l’endroit où le changement se produit et la façon dont l’ADN est affecté. Une mutation non-sens est une substitution de base unique ou une mutation ponctuelle. Lorsqu’une mutation non-sens se produit, une seule base est modifiée dans le brin d’ADN.
L’ADN est constitué d’une double hélice de longs brins de nucléotides auxquels sont attachées des bases azotées. Les quatre bases sont l’adénine, la thymine, la guanine et la cytosine. Les nucléotides sont réunis pour former de longs brins polynucléotidiques. Les deux brins sont maintenus ensemble par des liaisons hydrogène entre des paires de bases complémentaires.
Chaque base est soit une base purique, soit une base pyrimidique en fonction du nombre de cycles chimiques dans sa structure moléculaire. Les bases puriques ont deux cycles chimiques et comprennent l’adénine et la guanine. Les bases pyrmidiniques n’ont qu’un seul cycle chimique et comprennent la cytosine et la thymine. Les bases puriques s’apparient toujours avec les bases pyrimidiques, ou plus précisément, l’adénine avec la thymine et la cytosine avec la guanine.
Lorsque les protéines sont synthétisées dans une cellule, l’information pour chaque protéine est transportée dans les gènes le long des brins d’ADN. Un triplet de bases, ou codon, dans un gène code pour un acide aminé spécifique, qui est un élément constitutif des molécules de protéines. La séquence d’acides aminés à utiliser pour former une protéine est déterminée par la séquence des codons. Tout changement dans ces codons, s’il n’est pas réparé, peut affecter la protéine en cours de formation.
Pour former une protéine, deux processus se produisent. Tout d’abord, l’ADN est transcrit en ARN messager (ARNm) dans le noyau. L’ARNm est une molécule simple brin, il est donc capable de quitter le noyau à travers de petits trous, ou pores, dans la membrane nucléaire. L’ARNm porte maintenant l’information pour synthétiser une protéine lors de la traduction dans le cytoplasme de la cellule.
Les mutations non-sens affectent la région de codage génétique de l’ADN. Lorsqu’une mutation non-sens se produit, une base est modifiée de sorte que le code triplet pour son acide aminé change pour coder pour un codon d’arrêt. Les codons stop sont TTA, TAG ou TGA. Une mutation non-sens provoque l’arrêt de la transcription de l’ADN en ARNm, ce qui signifie que le brin d’ARNm est plus court qu’il ne devrait l’être. Plus tôt dans le gène cette mutation se produit, plus l’ARNm est court et plus la protéine sera tronquée, ce qui la rendra moins susceptible de fonctionner.
Il existe un certain nombre de troubles génétiques causés par des mutations non-sens. La mucoviscidose est causée par des mutations dans le gène qui code pour la protéine de régulation de la conductance transmembranaire de la mucoviscidose (CFTR). Certains patients ont une mutation non-sens dans le gène, ce qui empêche la formation d’une grande partie de la protéine. Tout défaut de cette protéine provoque les différents symptômes de la maladie. D’autres affections pouvant être causées par des mutations non-sens comprennent la dystrophie musculaire de Duchenne, la bêta-thalassémie et le syndrome de Hurler.