基因突变只有教材中描述的3种吗？

时间：2023-09-25 14:19 | 栏目：第1节基因突变和基因重组 | 点击：次

突变是指发生在遗传物质上的变异。广义上突变可以分为两类：染色体变异（chromosome aberration），即染色体数目和结构的改变；基因突变（genemutation），即基因的核苷酸顺序或数目发生改变。狭义突变通常特指基因突变，它包括单个碱基改变所引起的点突变（point mutation），或多个碱基的缺失、重复和插入。

基因突变可发生在个体发育的任何阶段，以及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。如果突变发生在体细胞中，则变异不能直接遗传给下一代。如果突变发生在某一个配子中，那么，子代中只有某一个个体有可能继承这个突变基因。如果突变发生在配子形成的早期阶段，如发生在卵原细胞或精原细胞中，则多个配子都有可能接受这个突变基因，这样，突变基因传到后代的可能性就会增加。通常，生殖细胞的突变率比体细胞高，这主要是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境的变化更加敏感。我们一般把携带突变基因的细胞或个体称为突变体（mutant），没有发生基因突变的细胞或个体称为野生型（wild type）。

引起突变的物理因素（如Ⅹ射线）和化学因素（如亚硝酸盐）称为诱变剂（mutagen）。通过使用诱变剂而产生的突变称为诱发突变（inducedmutation）。由于自然界中诱变剂的作用或DNA复制、转录、修复时偶然出现的碱基配对错误所产生的突变称为自发突变（spontaneous mutation）。人类单基因病大都为自发突变的结果。自发突变产生的频率（突变率）一般很低，平均每一核苷酸每一世代为10^-10~10^-9，即每世代、每10亿至100亿个核苷酸有一次突变发生。

如果按照DNA碱基顺序改变的类型区分，突变还可以分为碱基置换突变、移码突变、整码突变、染色体错误配对和不等交换4种。

1.碱基置换突变

一个碱基被另一个碱基取代而造成的突变称为碱基置换突变。凡是一个嘌呤被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）；一个嘌呤被另一个嘧啶所取代，或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代的置换称为颠换（transversion）。转换可能有4种，而颠换可能有8种。在自然界中，转换通常多于颠换。根据碱基置换对肽链中氨基酸顺序的影响，可以将突变分为同义突变、错义突变、无义突变和终止密码突变4种类型。

①同义突变

由于密码子具有简并性，因此，单个碱基置换可能只改变mRNA上的特定密码子，但不影响它所编码的氨基酸。例如，DNA模板链中GCG的第3位G被A取代而成GCA，则mRNA中相应的密码子CGC就被转录为CGU，由于CGC和CGU都是精氨酸的密码子，因而新形成的肽链没有氨基酸顺序和数目的变化，这种突变称为同义突变（synonymous mutation）。同义突变不易检出。

②错义突变

错义突变是指DNA中的碱基置换不仅改变了mRNA上特定的遗传密码，而且导致新合成的肽链中一个氨基酸被另一个氨基酸所取代，这种情况称为错义突变（missense mutation）。此时，在该氨基酸前后的氨基酸不改变。例如，mRNA的正常编码顺序为：UAU（酪）GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）AAA（赖）CCA（脯），当第3个氨基酸对应的密码子中间的A颠换为C时，则AAA（赖）→ACA（苏），即上述顺序改变为UAU（酪）GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）AAA（赖）CCA（脯）。错义突变往往导致产生功能异常的蛋白质。

③无义突变

当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、UGA）时，肽链将提前终止合成，所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无义突变（non-sense mutation）。例如，DNA模板链中ATG的G被T代替时，相应的mRNA上的密码子便从UAC变成终止信号UAA，因此翻译便到此为止，使肽链缩短。

④终止密码突变

当DNA中一个终止密码发生突变成为编码氨基酸的密码子时，肽链的合成将不能正常终止，肽链将继续延长直至遇到下一个终止密码子，因而形成了延长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变（termination codon mutation），属于一类延长突变（elongationmutation）。

此外，还有抑制基因突变。如果基因内部不同位置上的不同碱基分别发生突变，使其中一次突变抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制基因突变（suppressor gene mutation）。例如，在血红蛋白异常疾病中， Hbharlem是β链第6位谷氨酸变成缬氨酸，第73位天冬氨酸变成天冬酰胺，但患者的临床表现较轻；而单纯β6谷氨酸→缬氨酸，通常产生严重的临床症状，甚至造成死亡。这说明 Hb harlem即β73的突变抑制了β6突变的有害效应。

2.移码突变

移码突变（frame-shift mutation）是指DNA链上插入或缺失1个、2个甚至多个碱基（但非3个碱基或3的整数倍的碱基），导致在插入或缺失碱基部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变。

由于原来的密码子移位，终止密码子常常推后或提前出现，结果造成新合成的肽链延长或缩短。

3.整码突变

如果在DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子，则合成的肽链将增加或减少个或几个氨基酸，但插入或缺失部位前后的氨基酸顺序不变。这种突变称为整码突变（codon mutation），亦称密码子插入或缺失（codon insertionor deletion）。

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