。ǘ)移碼突變
移碼突變(frame-shift mutation)是指DNA鏈上插入或丟失1個、2個甚至多個堿基(但不是三聯(lián)體密碼子及其倍數(shù)),在讀碼時,由于原來的密碼子移位,導致在插入或丟失堿基部位以后的編碼都發(fā)生了相應改變。移碼突變造成的肽鏈延長或縮短,取決于移碼終止密碼子推后或提前出現(xiàn)。(圖3-11)
(三)整碼突變
如果在DNA鏈的密碼子之間插入或丟失一個或幾個密碼子,則合成的肽鏈將增加或減少一個或幾個氨基酸,但插入或丟失部位的前后氨基酸順序不變,稱為整碼突變(codon mutation)或密碼子插入或丟失(codon insertion or deletion)(圖3-11)。
。ㄋ)染色體錯誤配對不等交換
染色體錯誤配對不等交換(mispaired synapsis and unequal crossing-over)減數(shù)分裂期間,同源染色體間的同源部分發(fā)生聯(lián)會和交換,如果聯(lián)會時配對不精確,會發(fā)生不等交換,造成一部分基因缺失和部分基因重復。這種突變常用解釋大段多核苷酸的丟失和重復(圖3-21)。
圖3-12 錯誤配對和不等交換
三、調控基因突變對結構基因表達的影響
所有細胞都是全能核(攜帶全部遺傳信息,但不是全部基因都有活性,所以必定有一種抑制某些基因活笥和啟動另一些基因活性的機制。對于基因調控機制1961年Jacob與Monod對大腸桿菌的研究提出了乳糖操縱子假說(Lac operon hypothesis),認為基因的作用單位是操縱了(operon),它由一個操縱基因和相鄰的結構基因構成,它們按一定的線性順序排列,并產(chǎn)生一系列相關的酶。操縱基因可以啟動全組結構基因的活性,但它又被調節(jié)基因激活或抑制。調節(jié)基因能合成一種物質(阻遏物),能抑制操縱基因,當調節(jié)基因起作用時,有關的結構基因不合成蛋白質,只有在阻遏物被一種特殊代謝物(誘導物)滅活后,調節(jié)基因在關閉的情況下,結構基因才起作用。真核細胞的基因調控還未完全闡明。如果這一模式能應用在人類,即假設有不止缺乏一種相關酶的那些遺傳病,有可能是由于調控系統(tǒng)基因突變的結果。又如有些酶活性缺乏或增加,或蛋白質合成量有改變,但從結構基因水平并未發(fā)現(xiàn)有任何堿基改變,這樣推測突變可能發(fā)生調控基因部分,例如腺苷脫氨酶(adenosine deaminase,ADA)遺傳性酶活性過高(相當于正常45-70倍)可引起溶血,但該突變酶結構沒有改變,而轉錄的mRNA大大增多,故認為是調控基因突變的結果。又如Crigler-Najjar綜合征Ⅱ型,表現(xiàn)為先天性黃疸,為肝葡萄糖醛酰轉移酶缺乏,血中非結合膽紅素增高。如用苯巴比妥可誘導此酶活性升高,黃疸消失,故認為此病可能是調節(jié)失控所致。
如果調節(jié)基因突變失去活性,基因不再被控制,結果蛋白質合成就會增加。在雜合子中,由于同源染色體上的正常調節(jié)基因所產(chǎn)生的阻遏物足夠抑制兩條染色體上的蛋白質合成,所以只有在純合子才表現(xiàn)出來。另一種情況是,由于調節(jié)基因發(fā)生突變,合成了異常的阻遏物,它不能被誘導物所滅活,導致蛋白質合成減少。由于阻遏物是可以擴散的,它將有可能在同源染色體上起作用,因此雜合子即可表現(xiàn)出來。因此,盡管一般認為,遺傳性代謝缺陷是由于結構基因突變造成的,但應考慮到調控基因突變也可引起表型相同的遺傳病。近年來分子遺傳學的發(fā)展,已從DNA順序的改變證明了這一點,例如地中海貧血有些突變就發(fā)生在調控基因部分。醫(yī).學 全,在.線,提供www.med126.com
四、基因突變的后果
根據(jù)基因突變對機體影響的程度,可分為下列幾種情況:
1.變異后果輕微,對機體不產(chǎn)生可察覺的效應。從進化觀點看,這種突變稱為中性突變。
2.造成正常人體生物化學組成的遺傳學差異,這樣差異一般對人體并無影響。例如血清蛋白類型、ABO血型、HLA類型以及各種同工酶型。但在某種情況下也會發(fā)生嚴重后果。例如不同血型間輸血,不同HLA型間的同種移植產(chǎn)生排斥反應等。
3.可能給個體的生育能力和生存帶來一定的好處。例如,HbS突變基因雜合子比正常的HbA純合子更能抗惡性瘧疾,有利于個體生存。
4.產(chǎn)生遺傳易感性(genetic susceptibility).
5.引起遺傳性疾病,導致個體生育能力降低和壽命縮短,這包括基因突變致蛋白質異常的分子病及遺傳酶病。據(jù)估計,人類有50000個結構基因,正常人的基因座位處于雜合狀態(tài)的可占18%,一個健康人至少帶有5-6個處于雜合狀態(tài)的有害突變,這些突變如在純合狀態(tài)時就會產(chǎn)生有害后果。
6.致死突變,造成死胎、自然流產(chǎn)或出生后夭折等。