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基因突變

 

  (二)移碼突變

  移碼突變(frame-shift mutation)是指DNA鏈上插入或丟失1個(gè)、2個(gè)甚至多個(gè)堿基(但不是三聯(lián)體密碼子及其倍數(shù)),在讀碼時(shí),由于原來(lái)的密碼子移位,導(dǎo)致在插入或丟失堿基部位以后的編碼都發(fā)生了相應(yīng)改變。移碼突變?cè)斐傻碾逆溠娱L(zhǎng)或縮短,取決于移碼終止密碼子推后或提前出現(xiàn)。(圖3-11)

 。ㄈ)整碼突變

  如果在DNA鏈的密碼子之間插入或丟失一個(gè)或幾個(gè)密碼子,則合成的肽鏈將增加或減少一個(gè)或幾個(gè)氨基酸,但插入或丟失部位的前后氨基酸順序不變,稱(chēng)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(cuò)誤配對(duì)不等交換

  染色體錯(cuò)誤配對(duì)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(huì)和交換,如果聯(lián)會(huì)時(shí)配對(duì)不精確,會(huì)發(fā)生不等交換,造成一部分基因缺失和部分基因重復(fù)。這種突變常用解釋大段多核苷酸的丟失和重復(fù)(圖3-21)。

圖3-12 錯(cuò)誤配對(duì)和不等交換

  三、調(diào)控基因突變對(duì)結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的影響

  所有細(xì)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(dòng)另一些基因活性的機(jī)制。對(duì)于基因調(diào)控機(jī)制1961年Jacob與Monod對(duì)大腸桿菌的研究提出了乳糖操縱子假說(shuō)(Lac operon hypothesis),認(rèn)為基因的作用單位是操縱了(operon),它由一個(gè)操縱基因和相鄰的結(jié)構(gòu)基因構(gòu)成,它們按一定的線性順序排列,并產(chǎn)生一系列相關(guān)的酶。操縱基因可以啟動(dòng)全組結(jié)構(gòu)基因的活性,但它又被調(diào)節(jié)基因激活或抑制。調(diào)節(jié)基因能合成一種物質(zhì)(阻遏物),能抑制操縱基因,當(dāng)調(diào)節(jié)基因起作用時(shí),有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因不合成蛋白質(zhì),只有在阻遏物被一種特殊代謝物(誘導(dǎo)物)滅活后,調(diào)節(jié)基因在關(guān)閉的情況下,結(jié)構(gòu)基因才起作用。真核細(xì)胞的基因調(diào)控還未完全闡明。如果這一模式能應(yīng)用在人類(lèi),即假設(shè)有不止缺乏一種相關(guān)酶的那些遺傳病,有可能是由于調(diào)控系統(tǒng)基因突變的結(jié)果。又如有些酶活性缺乏或增加,或蛋白質(zhì)合成量有改變,但從結(jié)構(gòu)基因水平并未發(fā)現(xiàn)有任何堿基改變,這樣推測(cè)突變可能發(fā)生調(diào)控基因部分,例如腺苷脫氨酶(adenosine deaminase,ADA)遺傳性酶活性過(guò)高(相當(dāng)于正常45-70倍)可引起溶血,但該突變酶結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變,而轉(zhuǎn)錄的mRNA大大增多,故認(rèn)為是調(diào)控基因突變的結(jié)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(zhuǎn)移酶缺乏,血中非結(jié)合膽紅素增高。如用苯巴比妥可誘導(dǎo)此酶活性升高,黃疸消失,故認(rèn)為此病可能是調(diào)節(jié)失控所致。

  如果調(diào)節(jié)基因突變失去活性,基因不再被控制,結(jié)果蛋白質(zhì)合成就會(huì)增加。在雜合子中,由于同源染色體上的正常調(diào)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(zhì)合成,所以只有在純合子才表現(xiàn)出來(lái)。另一種情況是,由于調(diào)節(jié)基因發(fā)生突變,合成了異常的阻遏物,它不能被誘導(dǎo)物所滅活,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成減少。由于阻遏物是可以擴(kuò)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(lái)。因此,盡管一般認(rèn)為,遺傳性代謝缺陷是由于結(jié)構(gòu)基因突變?cè)斐傻,但?yīng)考慮到調(diào)控基因突變也可引起表型相同的遺傳病。近年來(lái)分子遺傳學(xué)的發(fā)展,已從DNA順序的改變證明了這一點(diǎn),例如地中海貧血有些突變就發(fā)生在調(diào)控基因部分。醫(yī).學(xué) 全,在.線,提供www.med126.com

  四、基因突變的后果

  根據(jù)基因突變對(duì)機(jī)體影響的程度,可分為下列幾種情況:

  1.變異后果輕微,對(duì)機(jī)體不產(chǎn)生可察覺(jué)的效應(yīng)。從進(jìn)化觀點(diǎn)看,這種突變稱(chēng)為中性突變。

  2.造成正常人體生物化學(xué)組成的遺傳學(xué)差異,這樣差異一般對(duì)人體并無(wú)影響。例如血清蛋白類(lèi)型、ABO血型、HLA類(lèi)型以及各種同工酶型。但在某種情況下也會(huì)發(fā)生嚴(yán)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(yīng)等。

  3.可能給個(gè)體的生育能力和生存帶來(lái)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(gè)體生存。

  4.產(chǎn)生遺傳易感性(genetic susceptibility).

  5.引起遺傳性疾病,導(dǎo)致個(gè)體生育能力降低和壽命縮短,這包括基因突變致蛋白質(zhì)異常的分子病及遺傳酶病。據(jù)估計(jì),人類(lèi)有50000個(gè)結(jié)構(gòu)基因,正常人的基因座位處于雜合狀態(tài)的可占18%,一個(gè)健康人至少帶有5-6個(gè)處于雜合狀態(tài)的有害突變,這些突變?nèi)缭诩兒蠣顟B(tài)時(shí)就會(huì)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。

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