突变

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突变成不同色的大花马齿苋

突变法语德语英语: Mutation,即基因突变)在生物学上的含义,是指细胞中的遗传基因(通常指存在於細胞核中的脫氧核糖核酸)发生的改变。它包括单个碱基改变所引起的点突变,或多个碱基的缺失、重复和插入。原因可以是细胞分裂遗传基因的复制发生错误、或受化学物质基因毒性辐射病毒的影响。[1][2]

突变通常会导致细胞运作不正常或死亡,甚至可以在较高等生物中引发癌症。但同时,突变也被视为物种进化的“推动力”:不理想的突变会经天择过程被淘汰,而对物种有利的突变则会被累积下去。[3]中性突變(neutral mutation)对物种沒有影响而逐渐累积,会导致间断平衡[4][5]

突變的種類[编辑]

以功能分類[编辑]

以突變對於基因表現之影響來作分類的話,可分為以下幾種:

失去功能的突变[编辑]

失去功能的突变是指發生的突變會造成基因完全地失去活性,原因可分成兩類。一類是由於基因被刪除或是調控基因表現的過程受到影響讓基因不表現,另一種則是由於基因本身受到影響,使得基因的產物蛋白質失去功能。又稱剔除突變(null mutations)或是敲除突變(knockout mutations)。

次形態突变[编辑]

此種突變會使基因的表現或是基因產物的活性減弱,但不會消失。[6]

超形態突變[编辑]

此種突變與次形態突變相反,會使基因的表現加強。

獲得功能的突變[编辑]

獲得功能的突變是指發生的突變讓原本應該是不表現的基因產生活性,進而影響細胞功能,這樣的突變多半需要染色體程度的突變較有可能產生,而最常發生獲得功能的突變就是癌細胞。[6]

以突变机理分類[编辑]

点突变[编辑]

DNA序列中涉及单个核苷酸或碱基的变化称为点突变。 通常有两种情况:一是一种碱基或核苷酸被另一种碱基或核苷酸所替换;二是一个碱基的插入或缺失。

沉默突变[编辑]

当点突变发生在基因及其调控序列之外,或使基因序列内一种密码子变成编码同一种氨基酸的另一种同义密码子时,不会改变生物个体的基因产物,因而不引起性状变异。不引起生物性状变异的突变称为沉默突变。

错义突变[编辑]

指由于某个碱基对的改变,使编码一种氨基酸的密码子变成编码另外一种氨基酸的密码子,结果使构成蛋白质的数百上千个氨基酸中有一个氨基酸发生变化。(实例:镰刀形细胞贫血症

移码突变[编辑]

指在DNA链上,有时一个或几个非3的整数倍的碱基的插入或缺失,往往产生比碱基替换突变更严重的后果。 这种插入或缺失突变会造成阅读框的改变,翻译过程中其下游的三联密码子都被错读,产生完全错误的肽链或肽链合成提前终止。这种插入或缺失突变又称为移码突变。[7]

无义突变[编辑]

是指当点突变使一个编码氨基酸的密码子变成终止子时,则蛋白质合成进行到该突变位点时会提前终止,结果产生一个较短的多肽链或较小的蛋白质。

大突变[编辑]

大突变是可能涉及整个基因以至多个基因的一长段DNA序列的改变,大突变常常导致染色体畸变。

缺失[编辑]

指DNA分子丢失一段碱基序列。(染色体缺失)(Deletion) 能引起移码。

插入[编辑]

指DNA分子的正常序列中插入一段DNA序列。(Insertion②) 能引起移码。

重排[编辑]

重排包括某段DNA序列的重复(duplication),倒位(inversion),易位(translocation)等。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 刘庆昌. 普通高等教育"十一五"国家级规划教材:遗传学,第2版. 科学出版社有限责任公司. 2012. ISBN 978-7-030-26307-0. 
  2. ^ Petit, Jean-Michel; adapté par Arico, Sébastien. Mini Manuel de Génétique 3ème édition. Paris: Dunod. 2013. ISBN 2-1007-0027-8. 
  3. ^ 贺竹梅. 现代遗传学教程:从基因到表型的剖析,第2版. 高等教育出版社. 2011. ISBN 978-7-040-31477-9. 
  4. ^ Hennig, Wolfgang; Graw, Jochen. Genetik (Springer Lehrbuch) 5. Auflage. Heidelberg: Springer. 2010. ISBN 3-6420-4998-2. 
  5. ^ Maftah, Abderrahman; Petit, Jean-Michel; Julien, Raymond. Mini Manuel de Biologie moléculaire 2ème édition. Paris: Dunod. 2011. ISBN 2-1005-6327-0. 
  6. ^ 6.0 6.1 Read, Andrew J.; Strachan, Thomas. Human molecular genetics 3. New York: Garland Science. 2004. ISBN 0-8153-4184-9. 
  7. ^ Janning, Wilfried; Knust, Elisabeth. Genetik: Allgemeine Genetik - Molekulare Genetik - Entwicklungsgenetik 2. Auflage. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. 2008. ISBN 3-1312-8772-1. 
  • (中文) 现代生物学基础 第二版 靳德明编著