泛生子依托核心荧光定量PCR、数字PCR及高通量测序等平台提供分子诊断整体解决方案。现推出“泛谈-分子诊断”专栏，旨在与每一位致力于分子诊断应用发展的伙伴共同梳理技术发展脉络、探讨临床转化应用、推动检验发展，为更多病患提供精准诊疗方案。

近期主题我们将以“中心法则”为依据，分别从DNA、RNA、蛋白质三个层面对分子生物学基础知识做梳理，今天我们在DNA层面进行延伸，讨论基因突变。

中心法则

突变(mutation)是指生物体、病毒或染色体DNA核苷酸序列的改变。一般把携带突变基因的细胞或个体称为突变型(mutant)，没有发生基因突变的细胞或个体称为野生型(wild type)。

突变分类

根据产生突变的不同原因可将其分为自发突变和诱发突变，凡是在自然界中产生的突变（天然的诱变剂或DNA复制、修复错误引起）统称为自发突变。由人工使用诱变剂所造成的突变叫诱发突变。诱变剂包括：物理诱变剂（电离辐射、紫外线）、化学诱变剂（亚硝酸、溴化乙锭）、生物诱变剂（反转录病毒）等。

根据产生突变的不同细胞可将其分为体细胞突变和生殖细胞突变，前者变异不能直接遗传给下一代，后者变异传到后代的可能性大大增加。

根据产生突变的不同区域可将其分为细胞水平上的染色体突变和分子水平上的基因突变，前者指细胞中染色体数目的增减和结构的改变，后者指发生在基因内部的堿基组成与序列的改变。

基因突变分类

01 点突变

点突变(point mutation)：DNA单个堿基或堿基对的改变。

a.同义突变：在基因编码序列中，发生了一个堿基取代，但因为密码子简并性，突变的密码子和原先的密码子有可能编码同一个氨基酸，因此翻译成的蛋白质并无变化。

同义突变示意图

b.错义突变：在基因编码序列中，发生了一个堿基取代，结果使所在的密码子转变成编码另一种氨基酸的密码子，使多肽链丧失原有功能，引起蛋白质的异常。

错义突变示意图

如泛生子人类8基因突变联合检测报告中显示：编码DNA序列上2573位堿基由T突变成G导致编码的氨基酸由亮氨酸变成了精氨酸，此突变类型即错义突变。

基因检测报告

c.无义突变：在基因编码序列中，由于堿基突变形成三种无义密码子（UAG、UAA、UGA）之一，导致蛋白质多肽链合成提前终止，蛋白质缩短，可能影响或完全破坏蛋白质功能。

无义突变示意图

02 插入缺失突变

插入缺失突变(Insert-deletion, Indel)：基因组某个位置中一定长度核苷酸的插入(Insert)或者缺失(Deletion)，合称为Indel。

a.移码突变(frame shift，fs)：指在DNA链上插入或缺失一个或几个非3的整数倍的堿基时，使编码区的堿基序列发生改变，从而导致翻译成的氨基酸的改变。

移码突变示意图

如泛生子人类8基因突变联合检测报告中显示：编码DNA序列上635到636位堿基缺失导致编码的氨基酸由苯丙氨酸变成了丝氨酸，此突变类型即移码突变。

基因检测报告

b.非移码突变：指在DNA链上插入或缺失一个或几个3的整数倍的堿基时，使编码区的堿基序列发生改变，从而导致翻译成的氨基酸的改变。

非移码突变示意图

如泛生子人类8基因突变联合检测报告中显示：编码DNA序列上2236到2250位缺失三个堿基导致编码的氨基酸序列中亮氨酸缺失，此突变类型即非移码缺失突变。

基因检测报告

03 动态突变

动态突变(dynamic mutation)：又称不稳定三核苷酸重复序列突变，是由于基因编码序列或侧翼序列的三核苷酸重复扩增所引起。重复扩增的次数可随世代的传递而呈现逐代递增的累加突变效应，因而被称为动态突变。常见于多种遗传性疾病，如：huntington病、脆性X综合征、脊髓小脑共济失调、强直性肌营养不良等^[1]。

参考

1. ^吴乃虎，黄美娟编著. 分子遗传学原理 下. 北京：化学工业出版社, 2020.05.