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关于基因那点事(5)—— 基因突变(变义)类型

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发表于 2019-2-11 23:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

      本来以为放假会有空,能把基因报告的内容写完,没想到忙的连个吹牛的时间都没有。这会儿在飞机上,没法上网,接着吹牛吧。内容有点多,慢慢看。对读懂报告有好处。不愿意听我吹牛的同志们,可以从文章中部的干货在这里开始看。

        大家已经知道根据碱基的顺序可以翻译对应不同的氨基酸,然后组成蛋白质,以实现生命的不同活动。总结一下就是染色体是规划蓝图,DNA是设计总图,基因是设计分图,由基因拷贝而来的mRNA就是图纸。不过这个图纸是按照碱基的顺序最为密码进行的。换句话说,最后蛋白质出问题,追根溯源是染色体出问题,再具体就是基因的碱基出问题。

3个变一个氨基酸.jpg
        这是上篇给大家的说的每三个碱基(核苷酸)编码一个氨基酸的规则,还记的吗?

        如果是染色体层面出问题,比如染色体多一条,少一条,大片段缺失,转移,多出等,生命往往会出大问题。染色体出问题一般要检查染色体核型,不在本系列吹牛范围内。


       多吹一句,人类和大猩猩大概都有25000左右个相同的基因,而且这些基因在两个物种的染色体上的分布方式也几乎相同。唯一不同是人类2号染色体是由2段不同染色体结合产生,而在大猩猩中,这两段染色体是分开的。这就造成了这两个物种的巨大区别。在《流浪地球》里,大猩猩变成的数码保存着数据库里,人类领着小破球去流浪。


       好了,开始吹基因突变。

       在人类基因组中,多数基因变异是单个碱基发生变化,称为单核苷酸的多态性(SPN)。这个词在基因报告里是不是经常看到?(先记住,这里说的是单个碱基发生变化,留个坑)人类的22对常染色体和1对性染色体中,大概有3.2x10^9对碱基,在人类个体之间,大概有1000个碱基中就有一个是不同,所以任意找个两个人,这两个人大概有300万个SPN的不同。这是造成我们每个人如此个性的根本原因。当然这300多万个肯定不都是致病的。有研究称,平均每人携带大概50个致病基因,还有说大概是300个致病基因。哎,谁知道呢,健康最重要。

SNP.jpg


      这个是SNP。有人可能会问,怎么是CG变成了AT?好吧,你们想一下吧。


       先看个图吧,图中红色的部分是下面的吹牛内容。

基因突变导图1.png

      按照惯例,我先问几个问题。如果单纯某个点的碱基发生变化,会有哪几种情况?

      答案如下:

      1,碱基置换突变。比如碱基A变为T,A变为C等。

       转换:嘌呤和嘌呤互相转换,嘧啶与嘧啶相互转换

      颠:嘌呤与嘧啶互换

      上图看一下

置换颠换.jpg

       就是这16种。自然界中,转换要多于颠换。

      2,某点多出1个碱基或缺失1个碱基。

      以上内容变成图应该是这样的。

单个碱基变化.jpg



      那么下面,我们分别来看一下各种变异的情况。


      首先我们看碱基置换带来的影响。

      无论是单个碱基的转换还是颠换,以使编码氨基酸的密码子发生改变。我们从上一篇知道,密码子对应着不同的氨基酸或者是开始或结束。而且有不同密码子可以编码同一种氨基酸。所以,单个碱基的置换会产生如下几种情况。

干货在这里
      a,虽然改变了密码子,但是没有改变其对应的氨基酸,这种突变叫做同义突变。对蛋白质编码和功能没有任何影响,基本不用担心其致病性。所以当看到基因报告里的同义突变时,可以放心了。不多说,看图。(图来自美国国家图书馆,咱吹牛就要吹出国际水平。哈哈哈)
同义突变.jpg

      通过查上一篇给大家的表,无论是CAT还是CAC最终编码的氨基酸都是His,酪氨酸。所以虽然碱基改变了,但是其最后编码的氨基酸没改变。所以对最后的蛋白没有影响。这种突变是唯一不会影响蛋白功能的突变,记住了,叫同义突变。

      举个例子,如果在我们群里喊一声群主,或者喊一声骚猪,或者喊一声猪哥亮,都会有给叫亮哥的家伙匹敌屁颠屁颠的跑出来。这叫万变不离其猪,明白了吗?

       b,由于密码子的改变,造成了氨基酸由一种变成了另外一种。这种改变叫错义突变。往往会对蛋白质有影响。虽然只是改变了蛋白质的一个氨基酸。要么会使蛋白功能下降,要么会使蛋白功能丧失。这个时候,要结合蛋白功能预测,蛋白功能检测,以及疾病表现等综合判断。主要还是看这个变化点是不是蛋白的关键位置,但大部分是会使蛋白功能丧失的。

错义突变.jpg


        再举个栗子,比如亮哥——你们知道我说的谁吧——给夏娃女神买了一条裤子。如果裤子上破了个洞,但是洞破在了膝盖处,这个裤子还是能穿的,也许夏娃女神穿上很性感,成为流行也不是没有可能。起码那还是一条裤子。但是如果这个洞破在了屁股上,(别告诉我骚猪买的是开裆裤),穿出去就叫耍流氓。

       好吧,正经的举个例子。比如我们建个房子,大梁这个地方,本来是个钢梁,你非得拿一个木头顶替了原来的钢梁,那这个房子肯定不结实或者会倒塌。表现出来就是房子功能不全或者丧失。但是如果是个门的话,本来是个铁门我们换成了一个木门,这个房子大概还是一个正常的房子的。所以我们主要要看这个错义突变发生的位置。很不幸的是大部分错义突变都会改变蛋白质最终的功能。


       c,如果突变的结果造成了密码子变成了3个终止密码子的一个,使的蛋白翻译提前结束。这种突变叫做无义突变。这种突变用脚趾头想想这种突变也是有害的,就像盖了一座大楼,盖了一半没有封顶,那就是个人体的烂尾工程啊。

无义突变.jpg

       查表看出,TAG为终止密码,就是蛋白质到这个地方就结束翻译了,后边的氨基酸都没了。

       举个例子,夏娃让骚猪买条裤子,结果亮哥买了一条膝盖以下没有的裤子,裤子变裤衩,回家等着跪搓衣板吧。


       d,如果突变的结果造成了终止密码子变成了3普通密码子,使的蛋白翻译继续下去,直到遇到下一个终止密码为止。这叫终止密码子突变。虽然不是烂尾,但画蛇添足也是不对的。

       举个例子,算了,饶过亮哥吧,你们自己理解吧。


       e,还有如果突变使得开始密码子发生了改变,导致了编码蛋白质开始位置提前或延后最终导致蛋白质无法合成。叫起始密码突变

       举个栗子,大年初一,亮哥给您拜年,祝您新年快乐,肯定没有问题。今天大年初七,亮哥给您说,新年快乐或元宵节快乐,您肯定会想这个D(大)S(傻{骚})Z(子{猪})。所以,开始的节点很重要,特别对蛋白质翻译来说无论提前还是落后都是致命的。

       我们再看单个碱基插入或缺失的情况。

       单个碱基插入或缺失都会使翻译氨基酸的读码框发生偏移,这种突变叫移码突变。

插入碱基.jpg 删除碱基.jpg 读码框偏移.jpg

       其实不止是单个碱基,当插入或缺失的碱基个数不是3的倍数时,都会发生移码突变。

       那么翻译出的氨基酸肯定会发生变化,蛋白功能丧失。

      我们建造房子需要钢筋水泥混凝土,可是编码出来的是面粉塑料棒棒糖,这就不是烂尾的问题了,而是是豆腐渣工程。


      以上说了这么多,都是可以改变氨基酸的突变,这说明这些突变发生在外显子上。因为我们人类虽然研究基因很多年,但是还没有研究透彻。特别是关于内含子部分。实际上,虽然内含子不参与氨基酸具体翻译工作,但是内含子的一个作用可能是参与基因剪切位的控制,也可能有我们未知的其他作用,所以也是很重要的。目前,现代医学对于内含子的作用还没有完全弄明白,很多基因检查机构不会对内含子进行检测。
所以我们见到的基因报告有很多只是检查外显子突变,而很少涉及内含子的突变。(我们家娃娃的基因检查据说是检查了所有基因的外显子,当时我觉得做的还挺高大上的,现在想想,呵呵。。。)

外显子 (2).jpg

      关于内含子部分就算是累死我,我也吹不出来别的花样来,还是等以后再吹吧。还是复习一下基因结构吧,理解一下外显子和内含子在基因中的位置。图中说的原核生物,是指细菌,蓝藻,衣原体等原始低等的生物。咱们人类,包括植物属于真核的。

基因结构.jpg


        嗯,今天就吹到这里吧。


    请记住,治病救人的事情找专业的医护人员,我只负责一本正经的吹牛。




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 楼主| 发表于 2019-2-11 23:34 | 显示全部楼层
喜欢我举得例子的同志们,可以给我点赞哦。
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发表于 2019-2-12 12:45 来自手机 | 显示全部楼层
这已经超出了我的智商了……
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发表于 2019-2-12 13:15 | 显示全部楼层
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亦舒爸辛苦了,为亦舒爸点个赞!
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 楼主| 发表于 2019-2-12 17:44 | 显示全部楼层
亮哥 发表于 2019-2-12 13:15
亦舒爸辛苦了,为亦舒爸点个赞!

服了你了
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 楼主| 发表于 2019-2-12 17:44 | 显示全部楼层
徐辉 发表于 2019-2-12 12:45
这已经超出了我的智商了……

你只看例子就能理解吧
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