第十一章 疾病产生分子基础中南大学医学分子生物学

• 同义突变(same sense mutation)： 密码子发生改变, 但所编码的氨基 酸不变。
例如：CUU CUC CUG → 亮氨酸
• 错义突变（missense mutation）指DNA改变后 mRNA中相应密码子发生改变，编码另一种氨基 酸，使蛋白质中的氨基酸发生改变。
•错义突变结果产生异常蛋白质和酶。但也有不少基因由于错 义突变产生部分降低活性和异质组分的酶，不完全抑制了催
(2) 缺失或插入突变(deletion or insertion mutation)
a. 密码子缺失或插入(codon deletion or codon insertion) b. 移码突变(frame-shift mutation) c. 整基因或大片段缺失
(deletion of a whole gene or a large segment)
•亮氨酸的密码子UUA，中间的U变为A这样 一个碱基变化就会成为（终止密码子）UAA。
• 当DNA分子中一个终止密码发生突变，成 为编码氨基酸的密码子时，多肽链的合成 将继续进行下去，肽链延长直到遇到下一 个终止密码子时方停止，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）或延长突 变（elongtion mutation）。
基因突变的类型
1. 点突变:单个碱基的改变 在基因一级结构的某个位点上，一种碱基
被另一种碱基取代。
分为： 转换 （transition） 颠换 （transversion）
基因突变的类型
2. 缺失（delelation）是一个或多个核苷 酸的丢失：在基因一级结构中某个位点 上，一个核苷酸或一段核苷酸序列丢失 造成的基因结构改变。
第十一章 Chapter11 疾病产生的分子基础
Molecular Basis of Diseases Formation
基因结构与表达异常与疾病
• 人类疾病如白血病、恶性肿瘤、糖尿病、 神经退行性疾病、心脑血管、高血压等 的发生和发展都涉及到有关蛋白质及其 复合物的结构、功能和相互作用异常。
• 人体内蛋白质分子结构和功能的异常 是疾病的发生和发展的主要原因 。
• 血红蛋白(hemoglobin, Hb)的结构特点 • 珠蛋白(globin)基因的时、空特异性表达
3. 插入（insertion）
基因突变的类型
4. 倒位是一段核苷酸序列方向倒转：基因 内部的DNA序列重组，使一段DNA序 列的方向倒转。
5. 配子突变与体细胞突变 6. 动态突变指串联重复拷贝数随世代的传
递而改变（dynamic mutation）
(二) 不同的基因突变引起不同的遗传效应
(1)碱基置换突变 (substitution mutation) a. 同义突变 (consense mutation)
(4) 基因突变影响 hnRNA 的剪接
基因突变发生在 hnRNA 的一级结 构上特定的剪接位点上，导致 hnRNA 的剪接错误，产生异常的 mRNA，最 终产生异常的蛋白表达产物，改变生 物性状。
(三) 结构基因改变导致蛋白质变化引起疾病 1. 血红蛋白病 (hemoglobinopathy)：
b. 错义突变 (missense m百度文库tation) c. 无义突变 (nonsense mutation) d. 终止密码子突变或延长突变
e. 起始密码子突变(initiation codon mutation) f. 非编码序列点突变 (point mutation in noncoding sequence)
基因结构与表达异常与疾病
• 细胞微环境的变化，包括基因甲基化 的变异以及各种特定基因表达的异常 都和疾病发生有关。越来越多的证据 显示基因表达的异常将导致各种疾病 的发生，尤其是肿瘤形成。
基因结构与表达异常与疾病
• 人的基因组中有相当一部分基因，甚至染色体 片段，在精子或卵细胞形成过程中，会因某种
结构修饰而不能表达，称为基因印迹 （genetic imprinting）。这种在生物进化
中形成的、有规律而又受控的基因失活是机体 中基因表达调节的一种重要方式。基因印迹的 异常往往会导致多种遗传性疾病。
一、基因结构与表达异常与疾病发生
1．基因结构改变 2．细胞间信号异常 3． 细胞内因素
(一) 基因突变的多种类型
• 当基因内部不同位置上的不同碱基发生 了两次突变，其中一次抑制了另一次突
• 如变单的纯遗β传6效谷应氨，酸这→种缬突氨变酸称，为抑则制可基产因生 Hb突S变病（，su往pp往re造sso成r 死gen亡e m。u但tatHiobn）Ha。rlem临 床表现却较轻，即β73的突变抑制了β6突 变的有害效应。
化反应，这种基因称为漏出基因（leaky gene）。有些错
义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，不表现出明显的表型 效应。
由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨 基酸的密码子变成一个终止密码子的基因突变 叫无义突变 (nonsense mutation) 。
•酪氨酸的密码子是UAC，置换突变使UAC变 为密码子UAG后翻译便到此停止。
(3) 融合突变(fusion mutation)
细胞减数分裂时同源染色体不等交换而致基因间错位配对， 产生两种含不同等位基因的染色体。
• 移码突变(frame-shift mutation)：指DNA链上
插入或丢失1个、2个甚至多个碱基（但不是三 联体密码子及其倍数），在读码时，由于原来 的密码子移位，导致在插入或丢失碱基部位以 后的编码都发生了相应改变。移码突变造成的 肽链延长或缩短，取决于移码终止密码子推后 或提前出现。
1. 点突变是单个碱基的改变 2. 缺失是一个或多个核苷酸的丢失 3. 插入是一个或多个核苷酸的增加 4. 倒位是一段核苷酸序列方向倒转 5. 基因突变还分为配子突变与体细胞突变 6. 动态突变指串联重复拷贝数随世代的传
递而改变
基因突变
由于体内外各种因素改变了某基因特定 的DNA序列碱基组成和排列顺序，导致 DNA一级结构发生改变，改变了基因结 构；其分子机制可以是替换、插入或缺 失，因而产生不同的突变类型。