编者按：本文作者系7岁DMD小朋友的家属，高中生物老师。在这篇长文中，他系统介绍了基因检测报告上一些常见的、让大家困惑的名词。他自称为“热心的摆渡人”，愿以所学为病友和家属摆渡。感谢他向七色堇投稿，我们希望能结识更多的“摆渡人”，各献所学，同舟共济。

一、什么是基因?

你知道吗，一个成年人大约由个细胞组成，每一个细胞的中央有一个包含46条染色体的细胞核，每条染色体的组成成分是1个双螺旋状的DNA（脱氧核糖核酸）和一定数量的蛋白质。如果把细胞比喻成一座城池，其诸如搬运物资、戍卫、传递信息等各项活动的正常运作都离不开“士兵”——蛋白质，而这些“士兵”的生成、调度正是在细胞核这个“司令部”的指挥下完成的。

图1细胞、细胞核、染色体和DNA的关系

A、T、C、G示脱氧核苷酸（碱基）

或许，你可以把一个DNA分子想象成一个天津麻花，每一股“线”是由基本单位——脱氧核苷酸连接而成，两股“线”通过脱氧核苷酸（碱基）按照固定的规律——碱基互补配对原则——两两配对，再螺旋便形成一个双螺旋分子。每个DNA分子可以分为许多区段，有些区段具有遗传效应就称为基因，而没有遗传效应的区段则是非基因片段，基因和非基因片段交替排列。我们人体的每个细胞中约有2.5万个基因，它们共同控制着生长、发育和遗传、变异等各项生命活动。

图2基因是有遗传效应DNA分子片段

DNA中碱基的排列顺序代表遗传信息，除同卵双胞胎，每个人的遗传信息各不相同。

说到这你可能已经惊讶这基因也太微细了吧！确实如此，下面我们就以杜氏肌营养不良症（DMD）相关基因为例说说基因的结构。

若把一个基因比作一条河流，那么，上游和下游是具有调控功能的区域，中游是具有编码功能的区域。DMD基因的“中游”又细分为79个外显子和78个内含子，并且二者交替排列，据统计仅79个外显子就有个碱基对。

图3真核基因的结构

那么，基因如何编码蛋白质合成呢？

首先，基因的两条链解螺旋，然后，以其中的一条链做模板，按照碱基互补配对原则合成具有一条链结构的不成熟RNA，它既有外显子对应区段又有内含子对应区段，接着在“剪刀”和“针线”的参与下，剪接变成成熟的mRNA,最后在mRNA中每三个碱基(三个碱基构成一个密码子)决定一个氨基酸，从而编码出具有特定氨基酸顺序的蛋白质。

图4a示基因转录“剪刀”和“针线”都是一种蛋白质——酶。

图4b示基因翻译成熟的信使RNA中起决定一个氨基酸作用的连续三个碱基叫密码子，也叫三联体密码子

二、什么是基因突变？

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结构发生改变，改变了基因结构即基因突变。根据不同的标准，可以将基因突变分为不同的类型。

三、基因突变有哪些类型？

（一）根据突变对人体有无伤害划分

少数的基因突变对人体有害，称为有害突变；少数突变对人体有益，叫有利突变；多数的突变对人体既无害也无益，则是中性突变。

（二）根据突变的显、隐性划分

1.显性突变：突变后的基因对突变前的基因有显性作用。比如，女性抗维生素D佝偻病杂合子（XAXa），因体内有突变的XA基因，她就表现为佝偻病。2.隐性突变：突变后的基因对突变前的基因有隐性作用。例如，女性进行性肌营养不良基因携带者（XBXb），虽携带了Xb突变基因，但其对XB有隐性作用，所以多数女性携带者并未表现出明显的症状，只是在幼年时磷酸肌酸激酶（CK）偏高，成年后肌肉容易疲劳，并无其他典型的进行性肌营养不良症状。

（人体内基因成双成对存在，一个来自父亲，另一个来自母亲，AA和aa叫纯合子，Aa叫杂合子。要是某种基因只分布在X染色体上，那么，女性：XAXA和XaXa是纯合子，XAXa是杂合子，男性：XAY和XaY是半合子。通常表现型正常的杂合子也叫携带者，譬如Aa和XAXa。）

（三）根据突变所发生的细胞类型划分

有些基因突变发生于体细胞中，如，皮肤细胞发生癌变，而有些基因突变发生在生殖细胞(精子和卵细胞)中。在体细胞中的突变叫体细胞突变，在生殖细胞中的突变叫生殖细胞突变。发生在体细胞的突变基因不会遗传给后代，生殖细胞中的突变基因会通过受精作用传递给孩子。

（四）根据父母是否携带突变基因划分

1.新发突变：双亲都无携带突变的基因，孩子携带突变基因。如，父母双方的家族都无DMD发病史，而且母亲体细胞也无携带致病基因，但是出生一个患DMD的男孩。在某些情况下，新发突变发生在双亲产生的卵细胞或精细胞中，但不存在于任何其他细胞中。在其他情况下，发生在受精卵中，而且通常不可能准确地知道何时发生了新发突变，当受精卵分裂，生长的胚胎中的每个细胞都会有突变。

2.遗传突变:双亲中至少有一方携带了突变基因，并将突变的基因遗传给子代。如，红绿色盲的母亲（XBXb），生下一个红绿色盲的儿子（XbY）。

（五）根据碱基的种类或数量改变的划分

基因中因碱基的替换、插入或缺失，因而产生不同的突变类型。

1.点突变（或替换）:在基因一某个位点上，一种碱基被另一种碱基取代，引起基因结构的改变。

2.缺失：在基因某个位点上，一个核苷酸或一段核苷酸序列丢失造成的基因结构改变。

3.插入：在基因某个位点上，插入一个核苷酸或一段核苷酸序列造成的基因结构改变。

图5基因中碱基改变的类型

(六)根据对遗传效应（编码蛋白质）的影响的划分

1.对遗传密码的影响

（1）同义突变：指DNA分子中碱基的取代，经转录产生的mRNA后，密码子发生改变,但所编码的氨基酸不变。

图6同义突变

（2）错义突变：指DNA分子中碱基的取代，经转录产生的mRNA后，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组成和排列顺序发生改变。

图7错义突变

（3）无义突变：由于碱基的取代、缺失或插入，使原来编码某种氨基酸的密码子变成一个终止密码子，使编码的蛋白质变短，这样的基因突变叫无义突变。

图8无义突变

（4）反义突变：在DNA分子的终止密码子中，由于发生一个碱基的替换，使本来终止密码子的UAA、UGA或UAG突变为编码某一氨基酸的密码子。

（5）移码突变：指DNA链上插入或丢失1个、2个甚至多个碱基（但不是3及3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。

图9移码突变。图中是由于一个GC碱基对的插入而产生的移码突变，GC插入后，阅读框产生了不同的肽。

2.对前体（不成熟）RNA的影响

基因突变发生在前体RNA特定的剪接位点上，导致剪接错误，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。

图10剪接突变

四、基因突变产生的后果及其对人类的影响

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1、中性突变：生物的进化主要由中性突变决定的，这些中性突变经自然选择保留下来，再经隔离形成新物种。某些突变不影响生物的正常代谢过程。对生物既无害处也无好处的基因突变。生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定；每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。??

?2、分子病：由于基因或DNA分子的缺陷，致使细胞内RNA及蛋白质合成出现异常、人体结构与功能随之发生变异的疾病。DNA分子的此种异常，有些可随个体繁殖而传给后代。如镰状细胞性贫血，是合成血红蛋白的基因异常所致的贫血疾患。

?3、遗传性代谢病：遗传代谢病是因维持机体正常代谢所必需的某些由多肽和（或）蛋白组成的酶、受体、载体及膜泵生物合成发生遗传缺陷，即编码这类多肽（蛋白）的基因发生突变而导致的疾病。如其中有戈谢病、法布雷病、苯丙酮尿症、甲基丙二酸血症等名字稀奇古怪的疾病。????

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4、恶性肿瘤：细胞不仅异常快速增殖，而且可发生扩散转移的肿瘤。肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤，一般所说的癌即指恶性肿瘤而言。恶性肿瘤从组织学上分为上皮性的癌和非上皮性的肉瘤及血液癌。

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