ナンセンス変異とミスセンス変異の主な違いは、ナンセンス変異は遺伝子配列に停止コドンを導入し、早期の鎖切断をもたらすのに対し、ミスセンス変異は遺伝子配列に停止コドンではない明確なコドンを導入し、ポリペプチド鎖の非同義アミノ酸をもたらすという点です。
さらに、ナンセンス変異は切断された不完全な、そして通常、非機能的なタンパク質産物をもたらすが、ミスセンス変異はタンパク質に保存的または非保存的な変化をもたらす。
ナンセンス変異とミスセンス変異は、点変異または一塩基の置換であり、最終的なタンパク質産物に明確な変化を導入する。
ナンセンス変異とは
ナンセンス変異とは、ヌクレオチド置換によって変異部位に停止コドンを導入する変異の一種である。
DNA配列中に存在するストップコドンの候補は、TAG、TAA、TGAの3つです。
ここで、これらのコドンはmRNA配列に転写され、それぞれアンバー変異（UAG）、オーカー変異（UAA）、オパールまたはアンバー変異（UGA）と呼ばれる3種類のナンセンス変異を生じさせる。
しかし、この3種類の変異は、塩基配列中の1塩基の挿入や欠失によっても出現することがあります。
図1: 欠損によるナンセンス変異
mRNAでは、停止コドンより先の残りのコドンは翻訳されず、早期の鎖切断に至る。
そのため、切断されたタンパク質や不完全なタンパク質となり、機能しなくなる。
しかし、ナンセンス変異の影響は、影響を受けるタンパク質の機能ドメインが近接しているか、あるいはどの程度含まれているかに依存する。
ミセンス・ミューテーションとは
ミスセンス変異とは、一塩基置換の一種で、遺伝子の塩基配列に異なるコドンを導入するものである。
コドンを別のアミノ酸を表すコドンに変更することから、ミスセンス変異を非同義置換と呼ぶこともあります。
同じく非同義置換の一種であるナンセンス変異と比較すると、ミスセンス変異は遺伝子配列にストップコドンを導入しない。
ここで、新しいアミノ酸は、変異部位の元のアミノ酸と類似の性質を持つことがあります。
この場合、ミスセンス変異は保存的変異と呼ばれる。
そして、この変異したタンパク質は、元のタンパク質と同様の機能を発揮することができる。
逆に、導入されたアミノ酸が元のアミノ酸と異なる性質を持つ場合、このようなミスセンス変異は非保存的変異と呼ばれる。
この場合、変異したタンパク質は元のタンパク質と異なる機能を持つか、あるいは非機能的なタンパク質となる。
図2：点突然変異の種類
例えば、ミスセンス変異の中には、もともと不活性だったタンパク質が活性化されるものがあります。
これは機能獲得と呼ばれる。
また、他の種類のミスセンス変異は、もともと活性だったタンパク質を不活性化させることがあります。
これを機能喪失と呼んでいます。
もし、点突然変異が、遺伝暗号の縮退を利用して、突然変異部位に同じアミノ酸を導入するならば、この点突然変異はサイレント突然変異となり、これが点突然変異の第三のタイプです。
ナンセンス変異とミスセンス変異の類似性
- ナンセンス変異とミスセンス変異は、点変異の2つのタイプです。
- 遺伝子配列の1塩基が変わるだけで、どちらのタイプの変異も変化する。
- また、どちらもコドン配列が変化する。
- さらに、どちらも機能しないタンパク質が生成される可能性があります。
- このように、これらの変異は遺伝性疾患を引き起こす可能性があります。
- さらに、どちらの点突然変異も、DNAの複製時のエラーによって発生する可能性があります。DNA複製時のエラーレート、すなわち点突然変異の発生率は5-10％です。
- しかし、DNAポリメラーゼの3′-5’エキソヌクレアーゼ活性により、DNA複製時のエラーは修復されます。
- また、塩基類似体、脱アミノ化剤、アルキル化剤などの化学的変異原や、放射線、熱などの物理的変異原も点突然変異を引き起こす可能性があります。
- 直接修復、切除修復、ミスマッチ修復などのDNA修復システムが、このような点変異の修復に役立っています。
ナンセンス変異とミスセンス変異の違い
定義
ナンセンス変異とは、遺伝暗号で指定された20種類のアミノ酸の1つに対応するセンスコドンが、鎖状終止コドンに変更される変異のことである。
一方、ミスセンス変異とは、1塩基対の置換で、その位置の通常のアミノ酸とは異なるアミノ酸を生成するように遺伝暗号を変更することを指す。
したがって、これらの定義には、ナンセンス変異とミスセンス変異の根本的な違いが含まれている。
コドン配列の変化
さらに、ナンセンス変異とミスセンス変異の大きな違いは、ナンセンス変異は変異部位のコドン配列にストップコドンを導入するのに対し、ミスセンス変異は明確なコドンを導入する点です。
転写中
さらに、ナンセンス変異では変異部位で早期の鎖切断が起こるが、ミスセンス変異ではアミノ酸が保存的か非保存的か、はっきりしない結果になる。
したがって、これもナンセンス変異とミスセンス変異の違いです。
タンパク質への影響
タンパク質への影響も、ナンセンス変異とミスセンス変異の違いの一つです。
ナンセンス変異ではタンパク質が不完全または切断され、ミスセンス変異では保存されたまたは保存されていないタンパク質が生成されます。
機能性
このほか、ナンセンス変異で作られたタンパク質はほとんどが非機能的であるのに対し、ミスセンス変異で作られたタンパク質は機能的であったり、非機能的であったり、元のタンパク質とは異なる機能を有していたりすることがわかります。
遺伝性疾患
ナンセンス変異は、嚢胞性線維症、βサラセミア、デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）、ハーラー症候群、ドラベ症候群などの遺伝子疾患を、ミスセンス変異は、鎌状赤血球症、表皮水疱症、スーパーオキシドディスムターゼ1（SOD1）介在筋萎縮性側索硬化症（ALS）を引き起こす可能性があります。
このように、これらの変異によって引き起こされる疾患の種類は、ナンセンス変異とミスセンス変異のもう一つの違いに起因している。
結論
ナンセンス変異は、変異部位に停止コドンを導入し、早期の鎖切断をもたらす。
したがって、機能しない切断型タンパク質が生成される。
また、ミスセンス変異は、変異部位に異なるコドンを導入し、その結果、非同義語のタンパク質を生成し、保存的か非保存的かのいずれかになる。
保守的な変異では、元のタンパク質に対して同じ機能を持つタンパク質が生成されるのに対し、非保存的なタンパク質は、非機能的であるか、あるいは異なる機能を持つかのいずれかです。
したがって、ナンセンス変異とミスセンス変異の主な違いは、コドン配列の変化の種類と変異したタンパク質の機能性です。
