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"名称": "基因突变",
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"url": "https://www.dayi.org.cn/term/1144032.html",
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"认证者": "本词条由国家中医药管理局名词术语成果转化与规范推广项目审核认证",
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"简介": "<p>基因突变（gene mutation）是由核酸序列发生变化导致生物遗传特性发生可遗传改变的现象。这些改变可以是单个核苷酸的替换、插入或缺失，也可以是较大片段的DNA序列的重排、缺失或重复。基因突变是生物进化和遗传多样性的重要来源，但某些突变也可能导致遗传病或癌症等疾病。</p>",
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"英文名称": "gene mutation",
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"应用学科": "产科、儿科、整形外科",
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"出处": "医学遗传学名词",
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"基因突变": "gene mutation 产科、儿科、整形外科 医学遗传学名词",
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"概述": {
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"概念": "<p>基因突变（gene mutation）是由核酸序列发生变化导致生物遗传特性发生可遗传改变的现象。这些改变可以是单个核苷酸的替换、插入或缺失，也可以是较大片段的DNA序列的重排、缺失或重复。基因突变是生物进化和遗传多样性的重要来源，但某些突变也可能导致遗传病或癌症等疾病。</p>",
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"基本特征": "<p>基因是具有特定遗传效应的DNA序列片段。因此，无论是发生在生殖细胞中的基因突变，还是发生于体细胞中的基因突变，究其本质，实际上就是构成基因的DNA碱基组成与序列结构所发生的可遗传的变异，所以也具有一定的共同特性。</p><p>1、多向性</p><p>基因座上基因可独立多次突变形成新等位基因，如基因A可变出a₁、a₂等，构成复等位基因，像人类ABO血型由9q34区域Iᴬ、Iᴮ、i复等位基因决定。</p><p>2、重复性</p><p>已突变基因在一定条件下可再次独立突变出新等位基因，如基因A变a₁，a₁又可变a₂等，是群体中复等位基因存在主因之一。</p><p>3、随机性</p><p>基因突变不仅是生物界普遍存在的一种遗传事件，而且，对于任何一种生物，任何一个个体，任何一个细胞乃至任何一个基因来说，突变的发生也都是随机的。只是不同的物种，不同的个体，不同的细胞或者基因，其各自基因突变的概率可能并不完全相同而已，在自然状态下，各种生物的突变率都是很低的。</p><p>4、可逆性</p><p>基因的突变是可逆的。任何一种野生型基因，都能够通过突变而形成其等位的突变型基因；反过来，突变型基因，也可以突变为其相应的野生型基因。前者为正向突变，后者为回复突变。一般情况下，正向突变率是远远高于回复突变率。</p><p>5、有害性</p><p>生物遗传性状由长期进化与环境适应形成，基因突变常对生物生存不利，是多数遗传病根源，体细胞突变常致肿瘤，但也有相对或条件无害的突变，如仅改变非功能性DNA序列。</p>",
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"分类": "<p>1、根据基因突变的原因分类</p><p>（1）自发突变</p><p>在自然条件下，没有人为干涉，未经任何人工处理而发生的突变。可能由于环境中的辐射或其他可致突变物质，或者生物机体代谢活动过程中产生的某些中间代谢产物的影响或损伤引起。</p><p>（2）诱发突变</p><p>在人为的干涉下，经过特殊的人工处理所产生的突变。由一定的内外环境因素作用于遗传物质的结果。</p><p>2、根据基因突变的形式分类</p><p>基因突变的类型有核苷酸置换、缺失、插入和重排。</p><p>（1）核苷酸置换</p><p>基因序列中单个核苷酸的改变使得遗传的结构发生变化。</p><p>①错义突变：是最常见的突变形式，即基因中的单个核苷酸发生突变，导致翻译产物中相应位置形成错误的氨基酸残基，其结果使得一个不同的氨基酸掺入到多肽链的相应位置。</p><p>②无义突变：即编码氨基酸的密码子突变为终止密码子，使肽链合成中断的突变类型。携带无义突变的mRNA通常被快速降解。即使mRNA足够稳定，因肽链合成提前终止而形成的截短蛋白通常也可能由于稳定性下降而被降解。</p><p>③RNA加工突变：RNA加工是指初级转录物通过剪接、5′端戴帽、3′端加尾等过程转变为成熟的RNA。一般将影响RNA转录、加工和翻译的核苷酸置换划分为RNA加工突变。</p><p>④剪接位点突变：RNA剪接（RNAsplicing）特指除去初级转录产物中的内含子，并将外显子连接起来，形成成熟的RNA分子的过程。剪接位点突变（splicesitemutation）意即发生在RNA剪接位点序列中的突变。</p><p>⑤远程调控元件突变：最典型的远程调控元件突变所致疾病的例子是PAX6基因［OMIM*607108］突变引起的无虹膜。</p><p>（2）缺失、插入和重排</p><p>①小插入/缺失：基因编码区缺失或插入碱基数非3的倍数，致翻译阅读框移位，称移码突变，严重影响编码蛋白；若缺失或插入碱基数是3的倍数，不造成阅读框改变，称沉默突变。</p><p>②大片段缺失、大片段插入、融合基因、重复：大片段缺失，长100-1000bp，可影响多个外显子甚至整个基因，与多种遗传病相关，如DMD、α地中海贫血。大片段插入较罕见。融合基因，两个基因部分融合成新可表达基因，如BCR-ABL1融合基因致慢性髓细胞性白血病。重复，染色体某片段存在多个拷贝。</p><p>③LINE和SINE序列插入：人类基因组有大量重复DNA序列，SINE和LINE为转座子，可在基因组内移动或传播，其突变和重组可致遗传病，如LDLR基因相关疾病。</p><p>④动态突变：由简单核苷酸重复序列（尤其三核苷酸）扩增引起，拷贝数在分裂中不稳定改变。如亨廷顿病由HTT基因（CAG）n重复序列拷贝数增加致病。其发病或因姐妹染色单体不等交换等。已发现20多种遗传病与之有关，存在遗传早现现象。</p>",
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"诱发因素": "<p>基因突变的诱发因素主要包括物理因素、化学因素和生物因素。</p><p>1、物理因素</p><p>（1）紫外线：紫外线照射可以导致DNA分子中相邻碱基的二聚体化，尤其是胸腺嘧啶二聚体（TT），影响DNA复制和RNA转录，导致碱基配对错误。</p><p>（2）电离和电磁辐射：如X射线、γ射线等，能引发遗传物质内部的辐射化学反应，导致染色体和DNA分子损伤，进而引发突变。</p><p>2、化学因素</p><p>（1）羟胺类：羟胺（hydroxylamine, HA）是一种还原性化合物，能引起DNA分子中胞嘧啶（C）向腺嘌呤（A）的转换。</p><p>（2）亚硝酸类化合物：这类物质可引起碱基的脱氨基作用，导致碱基分子结构及化学性质的改变，如胞嘧啶（C）被脱氨基后变为次黄嘌呤（H），影响DNA复制。</p><p>（3）碱基类似物：如5-溴尿嘧啶（5-BU），可以掺入DNA分子中，引起碱基配对错误，导致突变。</p><p>（4）芳香族化合物：如吖啶及焦宁类等，能嵌入DNA的核苷酸组成序列中，造成碱基的插入或丢失。</p><p>（5）烷化剂类物质：如甲醛、氯乙烯、氮芥等，能将烷基团引入DNA，造成碱基配对错误，引发突变。</p><p>3、生物因素</p><p>（1）病毒：某些DNA病毒和RNA病毒能通过其cDNA插入宿主细胞DNA序列引起突变，如流感病毒、麻疹病毒等。</p><p>（2）细菌和真菌产生的毒素或代谢产物：如黄曲霉毒素，具有强烈的诱变作用，是肝癌发生的重要诱发因素之一。</p>",
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"后果": "<p>1、不利于个体的生存和生育能力，引起遗传病或致死性突变，导致死胎、自然流产等。</p><p>2、可能对个体的生存带来一定好处。</p><p>3、突变后果较轻，不产生可察觉的效应，或只表现为个体间的遗传多态性，而对个体生存并无明显影响。</p>",
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"相关疾病": "<p>1、生殖细胞突变与人类疾病</p><p>生殖细胞在有丝分裂和减数分裂过程中可能产生突变，其中基因组突变导致的染色体数目异常频率最高，大多数染色体异常会导致胚胎终止发育并流产。生殖细胞在生成的过程也可能发生基因突变。据估计，每一个体平均携带有约75个新生突变。大多数基因突变是中立的，一般不会引发疾病。</p><p>2、体细胞突变与人类疾病</p><p>体细胞在有丝分裂过程中，物理、化学和生物等因素可能诱发产生各种DNA损伤，从而引起基因突变。约2.5%的21三体综合征为嵌合体核型，源于正常受精卵在胚胎发育早期的</p><p>有丝分裂中第21号染色体不分离。在临床上，最为常见的体细胞突变引发的疾病是肿瘤。由于肿瘤细胞的基因组具有高度的不稳定性，很容易发生各种类型的突变，并且随着肿瘤细胞的增殖，子代细胞携带的突变还会逐渐累积。</p><p>3、罕见变异与人类疾病</p><p>罕见变异在人群中出现的频率很低（<1%），但并不意味着罕见变异都可能引起疾病。实际上，大部分罕见变异都属于中性变异，只是因为出现较晚或其他原因，导致其并没有在人群中扩散开来。但是，单基因遗传病的致病基因直接导致疾病的发生，承受了很高的自然选择压力，因而往往属于罕见变异。近年来的许多研究发现，相对于常见的变异，罕见变异可能在某些复杂疾病的发生中发挥更重要的作用。</p>"
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},
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"误区提示": {
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"基因突变只发生在生殖细胞中？": "<p>部分人认为基因突变只发生在生殖细胞中。实际上，基因突变可以发生在任何类型的细胞中，包括生殖细胞和体细胞。生殖细胞突变可以遗传给后代，而体细胞突变通常不会遗传，但可能导致个体健康问题，如肿瘤。</p>",
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"基因突变是随机发生的，无法预防？": "<p>部分人认为基因突变是完全随机的，无法预防。实际上，虽然许多基因突变确实是随机发生的，但有些突变可以通过减少暴露于已知的诱变剂（如烟草烟雾、紫外线、某些化学物质）来降低风险。此外，健康的生活方式和饮食习惯也有助于减少突变的发生。</p>",
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"基因突变一定会导致遗传病？": "<p>部分人认为基因突变一定会导致遗传病。实际上，并非所有基因突变都会导致遗传病。许多突变可能是无害的，甚至可能对生物体有益。只有当突变影响关键的生理功能或导致蛋白质功能异常时，才可能引发遗传病。</p>",
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"基因突变只发生在特定阶段？": "<p>部分人觉得基因突变只发生在特定阶段。实际上，基因突变在生物的整个生命周期中都有可能发生，无论是在胚胎发育阶段、生长阶段，还是成年后的各个时期。而且对于任何一个生物个体、细胞乃至基因，突变的发生都是随机的，不受特定时间的限制 。</p>"
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},
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"其他": {
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"参考文献": "<p>[1]傅松滨,医学生物学第10版[M].北京:人民卫生出版社,2024:94-99.</p><p>[2]左伋,张学.医学遗传学第8版[M].北京:人民卫生出版社,2024:16-24.</p>"
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