基因点突变与遗传疾病的关系

  全球有超过50,000种人类相关的遗传疾病，其中大部分是由基因组的点突变引起的。而对于罕见病而言，80%是由基因缺陷引起的，同时这些基因缺陷中点突变又占了60%。比如，我们熟悉的镰刀型红细胞贫血症就是由于血液红细胞中的β-血红素基因编码区上的一个碱基位点发生突变引起的。由此可以看出，对基因组点突变的研究不仅能揭示一些重要的生物学原理，也能协助人类疾病治疗手段的研发。

  基因点突变是指在DNA分子中，某个碱基对被替换、插入或删除的突变。点突变是遗传变异的最基本形式，也是生物进化的重要驱动力之一。点突变可以发生在细胞分裂过程中，也可以由外界因素如辐射、化学物质或病毒等引起。点突变的后果取决于突变发生的位置、类型和频率。

  如果点突变发生在基因编码区域，其有可能影响蛋白质的氨基酸序列，导致蛋白质功能的改变或丧失。根据突变造成的影响，点突变可以分为三种类型：1、无义突变：碱基对的替换导致了终止密码子的出现，使得蛋白质的合成提前结束。这种突变通常会造成严重的后果，如遗传性疾病或癌症;2、错义突变：碱基对的替换导致了不同氨基酸的编码，使得蛋白质的结构和功能发生改变。这种突变可能会有利有弊，取决于蛋白质在生物体中的作用和环境的适应性;3、同义突变：碱基对的替换不影响氨基酸的编码，因为DNA中存在多个密码子对应同一种氨基酸的现象。这种突变通常不会对蛋白质产生影响，但有时也可能会影响其表达水平或稳定性。

  如果点突变发生在基因的非编码区域，虽然它不影响蛋白质的氨基酸序列，但是它可能会影响基因的调控或表达。例如，点突变可能会改变启动子、增强子、剪切位点等调控元件的结合能力，从而影响转录因子或RNA聚合酶等与之相互作用的效率。另外，点突变也可能会改变microRNA或其他非编码RNA与靶标mRNA之间的互补性，从而影响后转录调控。

  需要注意的是，基因点突变是一种随机且不可逆的过程，它可以为生物提供多样性和适应性，也可以为生物带来风险和危害。因此，生物体内存在着一套复杂而精密的DNA修复机制，以及一系列与之配合的检查点机制，来保证DNA复制和分裂过程中的准确性和稳定性。同时，生物体也需要与外界环境保持平衡和协调，以避免过多或过少的点突变对其生存造成威胁。

  参考文献

  [1] Peng G, Lin SY. Exploiting the homologous recombination DNA repair network for targeted cancer therapy. World J Clin Oncol. 2011 Feb 10;2(2):73-9. doi: 10.5306/wjco.v2.i2.73. PMID: 21603316; PMCID: PMC3095467.

  [2]Wu WH, Tsai YT, Justus S, Cho GY, Sengillo JD, Xu Y, Cabral T, Lin CS, Bassuk AG, Mahajan VB, Tsang SH. CRISPR Repair Reveals Causative Mutation in a Preclinical Model of Retinitis Pigmentosa: A Brief Methodology. Methods Mol Biol. 2018;1715:191-205. doi: 10.1007/978-1-4939-7522-8_13. PMID: 29188514.