2019-2020年整理基因突变与单基因病汇编
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谷氨酸）转换为GUG（编码缬氨酸），使β链变为βs链
红细胞呈镰刀状，胞膜 发硬不能变形，故通过
脾脏的毛细血管窦时，
易破坏而产生溶血性贫 血和血管栓塞
3、无义突变：指点突变使原来某一编码氨基
酸的密码子变为终止密码，导致多肽链合成提 前终止，成为无活性的多肽片段
4、终止密码突变：指点突变发生在基因的终止 密码上，使终止密码变为编码某一氨基酸的密
变通常发生在家系中
多态性（polymorphism）：遗传物质的改变， 1、引起蛋白
功能或表达量的无（轻微）变化，不导致疾病表型产生；2、
变异形式在群体中普遍存在，一般超过1%。常见的形式：1、 单核苷酸多态性；2、重复序列多态性（VNTR、STR）
二、基因突变分类
根据突变发生在什么细胞
体细胞突变
一、基因突变的诱因
引 起 突 变 的 因 素
自发突变
物理因素：电离辐射、紫外线及温度 诱发突变 化学因素：甲醛、氮介、烷化剂 生物因素：DNA病毒和RNA病毒
致病突变与多态性的区别和联系
致病突变(causative mutation)：遗传物质的改变，1、引起 蛋白功能或表达量的变化，导致疾病表型产生；2、特定突
（三）动态突变
动态突变：指人类基因组中的STR尤其是三核苷酸重复 序列的重复次数在世代传递过程中不断增加的现象
动态突变是导致人类遗传病的一种新的基因突变机制，
目前已发现人类的20多种遗传病是由于动态突变所引起。 如脆性X染色体综合征
脆性X染色体综合征（fragile X syndrome）
四、基因突变的效应
基因的一般特性
基因可自体复制
基因决定性状
说明:
间接性 正确理解基因与性状的关系
基因可突变性
二、核酸化学组成
基本结构单位：核苷酸
1分子核苷酸=1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子碱基
核酸分两类
DNA: A、G、C、T
RNA: A、G、C、U
DNA双螺旋
三、人类基因的结构
5’
En
promoter
码子，导致多肽链合成继续进行。这样形成的
多肽链比正常多肽链长，故终止密码突变又称
延长突变
（二）碱基插入与缺失
移码突变：若在DNA分子中插入或缺失一个 或几个碱基对（但不能是3或3的倍数），会 使插入或缺失点下游的DNA 读码顺序改变
整码突变：如果插入或缺失的碱基数目是3 或3的倍数，则不会造成读码框改变，这种突 变叫整码突变
A T
A T
A T
C G
C G
C G
T A
T A
T A
G C
G C
G C
C G
G C
C G
A T
T A
G C
T A
G C
C G
A A T T
A A T T
A A T T
C G
C C G G
C C G G
T T A A
T T A A
T T A A
G G C C
G G C C
G G C C
C C G G
终止子：是由AATAAA和一段回文序列组成AATAAA是多聚腺 苷酸（polyA)附加信号，回文序列转录后形成发夹结构，阻 碍RNA聚合酶继续移动，转录终止
第二节 基因突变
突变（mutation）指遗传物质发生的可遗传的改变
染色体畸变：染色体数目和结构的改变
突变 基因突变：狭义的突变，所指基因的核苷酸顺序或 数目发生改变
转录起始点 ↓
E1
GT
AG
E2
▽ ▽ ▽ ▽ 终止密码 ↓
3’
转录终止点 ↓ ↑ AATAAA
△
Ⅰ1
I2
5’UT
3’UT
真核生物（人类）基因：
结构基因（转录部分、断裂基因）
转录调控序列（启动子、增强子、终止子）
真核生物结构基因的特点
大多数为不连续基因，由外显子和内含子镶嵌排列
而成
内含子：非编码的插入序列，能转录成RNA，在翻译
成蛋白质之前被加工剪接，不包含在mRNA序列中
外显子：被内含子隔开的编码序列，剪接后连在一起
形成成熟的mRNA，参与指导蛋白质合成
转录调控序列
启动子：位于转录起始点上游，为RNA聚合酶识别和结合
的DNA序列，本身不被转录
上游启动子元件：启动子上游的一些特定的DNA序列 增强子：是一种较短的DNA序列，能与转录因子结合，从 而增强邻近基因的转录
1、同义突变:是指基因突变后的密码子所编码的氨
基酸与原来密码子编码的氨基酸相同（致病突变？多
态性？）
2、错义突变：指基因突变导致编码一种氨基酸的密码 子变为编码另一种氨基酸的密码子，从而使所合成的 蛋白质分子改变（致病突变？多态性？ ）
举例：镰状细胞贫血是由血红蛋白β链第6位密码子GAG（编码
第三章
基因突变与单基因病
第一部分
基因与基因突变
第一节 基因的概念、化学组成、结构
一、基因概念
概念的发展 遗传学角度：是生物的遗传物质，是遗传的基本 单位-突变单位、功能单位和重组单位
分子生物学角度：是携带特定遗传信息的DNA片
段，在一定条件下能表达这种遗传信息，变成特
定的生理功能。（有的生物基因为RNA)
C G
C G
C G
整码突变
染色体错误配对不等交换
减数分裂期间，同源染色体间的同源部分发生联会和交换，如
果联会百度文库配对不精确，会发生不等交换，造成一部分基因缺失
和部分基因重复。这种突变常用解释大段核苷酸的丢失和重复
abcdefg abcdefg
adefg abc bcdefg adefg
abcbcdefg
G G C C
C C G G
A A T T
T T A A
G G C C
T T A A
G G C C
C C G G
C G
移码突变
A AA AA AC T TT TT TG
C G
C G
T TT TT TG GG GG GC CG GC CA AT TG GT TG GC C A AA AA AC CC CC CG GC CG GT TA AC CA AC CG G
（一）不产生有害效应
突变后的密码子与突变前的密码子编码同一氨基酸， 不引起该多肽链中氨基酸改变
不影响基因功能的重复序列和基因间隔序列突变
生殖细胞突变
注意：两者的遗传学效应不完全相同
根据传递情况分为两类
稳定突变：在传递过程中没有改变原有的突变
动态突变：在传递过程中不断改变
三、基因突变的分子机制
（一）碱基替换 DNA分子中的一个碱基被另一个碱基所替代称为
碱基替换，又称点突变
T
转换 ：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶
A 颠换 ：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤 C G
红细胞呈镰刀状，胞膜 发硬不能变形，故通过
脾脏的毛细血管窦时，
易破坏而产生溶血性贫 血和血管栓塞
3、无义突变：指点突变使原来某一编码氨基
酸的密码子变为终止密码，导致多肽链合成提 前终止，成为无活性的多肽片段
4、终止密码突变：指点突变发生在基因的终止 密码上，使终止密码变为编码某一氨基酸的密
变通常发生在家系中
多态性（polymorphism）：遗传物质的改变， 1、引起蛋白
功能或表达量的无（轻微）变化，不导致疾病表型产生；2、
变异形式在群体中普遍存在，一般超过1%。常见的形式：1、 单核苷酸多态性；2、重复序列多态性（VNTR、STR）
二、基因突变分类
根据突变发生在什么细胞
体细胞突变
一、基因突变的诱因
引 起 突 变 的 因 素
自发突变
物理因素：电离辐射、紫外线及温度 诱发突变 化学因素：甲醛、氮介、烷化剂 生物因素：DNA病毒和RNA病毒
致病突变与多态性的区别和联系
致病突变(causative mutation)：遗传物质的改变，1、引起 蛋白功能或表达量的变化，导致疾病表型产生；2、特定突
（三）动态突变
动态突变：指人类基因组中的STR尤其是三核苷酸重复 序列的重复次数在世代传递过程中不断增加的现象
动态突变是导致人类遗传病的一种新的基因突变机制，
目前已发现人类的20多种遗传病是由于动态突变所引起。 如脆性X染色体综合征
脆性X染色体综合征（fragile X syndrome）
四、基因突变的效应
基因的一般特性
基因可自体复制
基因决定性状
说明:
间接性 正确理解基因与性状的关系
基因可突变性
二、核酸化学组成
基本结构单位：核苷酸
1分子核苷酸=1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子碱基
核酸分两类
DNA: A、G、C、T
RNA: A、G、C、U
DNA双螺旋
三、人类基因的结构
5’
En
promoter
码子，导致多肽链合成继续进行。这样形成的
多肽链比正常多肽链长，故终止密码突变又称
延长突变
（二）碱基插入与缺失
移码突变：若在DNA分子中插入或缺失一个 或几个碱基对（但不能是3或3的倍数），会 使插入或缺失点下游的DNA 读码顺序改变
整码突变：如果插入或缺失的碱基数目是3 或3的倍数，则不会造成读码框改变，这种突 变叫整码突变
A T
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C G
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终止子：是由AATAAA和一段回文序列组成AATAAA是多聚腺 苷酸（polyA)附加信号，回文序列转录后形成发夹结构，阻 碍RNA聚合酶继续移动，转录终止
第二节 基因突变
突变（mutation）指遗传物质发生的可遗传的改变
染色体畸变：染色体数目和结构的改变
突变 基因突变：狭义的突变，所指基因的核苷酸顺序或 数目发生改变
转录起始点 ↓
E1
GT
AG
E2
▽ ▽ ▽ ▽ 终止密码 ↓
3’
转录终止点 ↓ ↑ AATAAA
△
Ⅰ1
I2
5’UT
3’UT
真核生物（人类）基因：
结构基因（转录部分、断裂基因）
转录调控序列（启动子、增强子、终止子）
真核生物结构基因的特点
大多数为不连续基因，由外显子和内含子镶嵌排列
而成
内含子：非编码的插入序列，能转录成RNA，在翻译
成蛋白质之前被加工剪接，不包含在mRNA序列中
外显子：被内含子隔开的编码序列，剪接后连在一起
形成成熟的mRNA，参与指导蛋白质合成
转录调控序列
启动子：位于转录起始点上游，为RNA聚合酶识别和结合
的DNA序列，本身不被转录
上游启动子元件：启动子上游的一些特定的DNA序列 增强子：是一种较短的DNA序列，能与转录因子结合，从 而增强邻近基因的转录
1、同义突变:是指基因突变后的密码子所编码的氨
基酸与原来密码子编码的氨基酸相同（致病突变？多
态性？）
2、错义突变：指基因突变导致编码一种氨基酸的密码 子变为编码另一种氨基酸的密码子，从而使所合成的 蛋白质分子改变（致病突变？多态性？ ）
举例：镰状细胞贫血是由血红蛋白β链第6位密码子GAG（编码
第三章
基因突变与单基因病
第一部分
基因与基因突变
第一节 基因的概念、化学组成、结构
一、基因概念
概念的发展 遗传学角度：是生物的遗传物质，是遗传的基本 单位-突变单位、功能单位和重组单位
分子生物学角度：是携带特定遗传信息的DNA片
段，在一定条件下能表达这种遗传信息，变成特
定的生理功能。（有的生物基因为RNA)
C G
C G
C G
整码突变
染色体错误配对不等交换
减数分裂期间，同源染色体间的同源部分发生联会和交换，如
果联会百度文库配对不精确，会发生不等交换，造成一部分基因缺失
和部分基因重复。这种突变常用解释大段核苷酸的丢失和重复
abcdefg abcdefg
adefg abc bcdefg adefg
abcbcdefg
G G C C
C C G G
A A T T
T T A A
G G C C
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C C G G
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移码突变
A AA AA AC T TT TT TG
C G
C G
T TT TT TG GG GG GC CG GC CA AT TG GT TG GC C A AA AA AC CC CC CG GC CG GT TA AC CA AC CG G
（一）不产生有害效应
突变后的密码子与突变前的密码子编码同一氨基酸， 不引起该多肽链中氨基酸改变
不影响基因功能的重复序列和基因间隔序列突变
生殖细胞突变
注意：两者的遗传学效应不完全相同
根据传递情况分为两类
稳定突变：在传递过程中没有改变原有的突变
动态突变：在传递过程中不断改变
三、基因突变的分子机制
（一）碱基替换 DNA分子中的一个碱基被另一个碱基所替代称为
碱基替换，又称点突变
T
转换 ：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶
A 颠换 ：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤 C G