基因突变有哪些类型
1.碱基置换突变
一个碱基被另一个碱基取代而造成的突变称为碱基置换突变。凡是一个嘌呤被另一个嘌呤所取代,或者一个嘧啶被另一个嘧啶所取代的置换称为转换(transition);一个嘌呤被另一个嘧啶所取代,或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代的置换称为颠换(transversion)。转换可能有4种,而颠换可能有8种。在自然界中,转换通常多于颠换。根据碱基置换对肽链中氨基酸顺序的影响,可以将突变分为同义突变、错义突变、无义突变和终止密码突变4种类型。
(1)同义突变
由于密码子具有简并性,因此,单个碱基置换可能只改变mRNA上的特定密码子,但不影响它所编码的氨基酸。例如,DNA模板链中GCG的第3位G被A取代而成GCA,则mRNA中相应的密码子CGC就被转录为CGU,由于CGC和CGU都是精氨酸的密码子,因而新形成的肽链没有氨基酸顺序和数目的变化,这种突变称为同义突变(synonymous mutation)。同义突变不易检出。
(2)错义突变
错义突变是指DNA中的碱基置换不仅改变了mRNA上特定的遗传密码,而且导致新合成的肽链中一个氨基酸被另一个氨基酸所取代,这种情况称为错义突变(missense mutation)。此时,在该氨基酸前后的氨基酸不改变。例如,mRNA的正常编码顺序为:UAU(酪)GCC(丙)AAA(赖)UUG(亮)AAA(赖)CCA(脯),当第3个氨基酸对应的密码子中间的A颠换为C时,则AAA(赖)ACA(苏),即上述顺序改变为UAU(酪)GCC(丙)ACA(苏)UUG(亮)AAA(赖)CCA(脯)。错义突变往往导致产生功能异常的蛋白质。
(3)无义突变
当单个碱基置换导致出现终止密码子(UAG、UAA、UGA)时,肽链将提前终止合成,所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能,此种突变称为无义突变(non-sense mutation)。例如,DNA模板链中ATG的G被T代替时,相应的mRNA上的密码子便从UAC变成终止信号UAA,因此翻译便到此为止,使肽链缩短。
(4)终止密码突变
当DNA中一个终止密码发生突变成为编码氨基酸的密码子时,肽链的合成将不能正常终止,肽链将继续延长直至遇到下一个终止密码子,因而形成了延长的异常肽链,这种突变称为终止密码突变(termination codon mutation),属于一类延长突变(elongtion mutation)。
此外,还有抑制基因突变。如果基因内部不同位置上的不同碱基分别发生突变,使其中一次突变抑制了另一次突变的遗传效应,这种突变称为抑制基因突变(suppressor gene mutation)。例如,在血红蛋白异常疾病中,HbHarlem是β链第6位谷氨酸变成缬氨酸,第73位天冬氨酸变成天冬酰胺,但患者的临床表现较轻;而单纯B6谷氨酸缬氨酸,通常产生严重的临床症状,甚至造成死亡。这说明HbHarlem即β73的突变抑制了β6突变的有害效应。
2.移码突变
移码突变(frame-shift mutation)是指DNA链上插入或缺失1个、2个甚至多个碱基(但非3个碱基或3的整数倍的碱基),导致在插入或缺失碱基部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变。由于原来的密码子移位,终止密码子常常推后或提前出现,结果造成新合成的肽链延长或缩短。
3.整码突变
如果在DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子,则合成的肽链将增加或减少一个或几个氨基酸,但插入或缺失部位前后的氨基酸顺序不变。这种突变称为整码突变(codon mutation),亦称密码子插入或缺失(codon insertion or deletion)。