单碱基变异(single base substitution或single base mutation)又称点突变(point mutation),是指在DNA或RNA中的遗传物质一种核酸被另外一种核酸替换的变异。此外,点突变也包括单碱基对的插入和缺失。

中文名

单碱基变异

外文名

single base substitution或single base mutation

定义

指由单个碱基改变发生的突变

概念

单碱基变异体就是发生单碱基变异而出现不同表型的个体。

成因

DNA中单碱基变异的发生具有随机性。这种变异可以是缺失、置换、插入和转换。并且,单碱基变异通常发生在DNA复制中,即DNA复制过程中会发生双链边解旋边复制中。单碱基变异的发生会对整条链产生影响,一个嘌呤或嘧啶的改变就会使遗传物质编码出不同的氨基酸。

单碱基变异可能会在DNA复制过程中自发形成,也会在有诱变剂时增加突变率。诱变剂可以是物理因子,例如紫外线、X射线,也可以是化学因子,如具有自由氧基的活性分子。与癌症相关的诱变剂通常用于癌症防治的学习和研究。

促使单碱基变异的发生因素有很多。首先,紫外线和高频率电子射线能够促使分子发生电离,从而影响DNA发生单碱基变异。其次,细胞代谢副产物——具有自由基的活性氧分子也会对DNA造成很大的影响,这些反应会使单链DNA和双链DNA被打断。最后,DNA的深度结合物在DNA降解同样会促使单碱基变异。同样,DNA复制过程中的错误也会导致碱基的插入、缺失、置换、转换。

过去,人们认为单碱基变异的发生是随机性的、对生物体没有意义。最近的研究发现,这些变异的发生通常是对环境作出的反应。这也就是说,生物体的单碱基变异倾向于是生物体能更好的适应周围的环境,相对那些对生物体不利的变异而言,有利的变异发生的概率要大的多。

变异类型

按照碱基的变化,单碱基变异分为:

转化:嘌呤和嘌呤互相转化,嘧啶与嘧啶相互转化

置换:嘌呤与嘧啶互换

按照功能,单碱基变异分为:

无意突变:截断蛋白质编译。变异后的遗传物质会编码出不同的蛋白质,这种新的蛋白质是否丧失原有的功能取决于新生出来的蛋白质种类。

错义突变:编码出不同的氨基酸。单碱基变异改变了密码子从而形成不同的蛋白质,是非同义变换。

又分为保守突变、非保守突变。

沉寂突变:突变后仍然编码出相同的蛋白质。

导致的疾病

单碱基突变通常不会造成疾病,但也不排除特殊情况。比如,囊性纤维化、神经纤维瘤病、镰状细胞贫血都是单碱基变异形成的疾病。