很多同学可能和小编一样，对基因组变异类型好像知道什么意思，但是具体讲的时候又说不清楚，今天小编就来和大家系统梳理下这些变异类型。基因的DNA序列可以以多种方式改变。基因变异对健康的影响，取决于变异的位置及是否改变蛋白质的功能。从DNA序列改变尺度由小到大的顺序来说，基因突变可分为小中大三大类，分别是：小--单碱基变异，中--中型缺失/重复，大--染色体改变。小--单碱基变异单碱基变异，英文表示为SNV(singlenucleotidevariation)。单核苷酸变异，是由单个碱基改变导致的变异类型，俗称点突变，包括碱基置换，小的插入缺失(一般是50bp以内的)。此类变异非常普遍，每个人都有上百万个，但大多不导致疾病。碱基置换是指单个碱基的改变，技术简称为SNP(单核苷酸多态性)。在医学和科技服务两个领域含义是不一样的，在医学领域，一般把SNP当作不致病的变异，但在科技服务领域，所有的点突变都叫做SNP。SNP和SNV的区别SNP是指基因组上单个核苷酸的替换，人群频率大于1%；（fromwiki）SNV为单个核苷酸的突变，可能发生于体细胞中（比如，肿瘤组织），无频率限制；（fromwiki）从变异导致的后果看，点突变有如下常见几类：图1.点突变的类型1同义突变(silentmutation)同义突变也称为沉默突变，是指碱基被替换之后，产生了新的密码子，但由于生物的遗传密码子存在兼并现象，新旧密码子是同义密码子，所编码的氨基酸种类保持不变，因此同义突变并不产生突变效应。如上图1的Silent类型，TTC突变为TTT，mRNA的密码子由AAG变为AAA，但翻译的氨基酸仍然是Lys赖氨酸，蛋白质的结构和功能未发生改变。无义突变(nonsensemutation)由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子UAG，UAA，UGA，相应的DNA上的终止密码子序列是TGA，TAA，TAG，提前终止肽链的翻译，导致蛋白质序列截短。3错义突变(missensemutation)编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后，变成编码另一种氨基酸的密码子，导致肽链的氨基酸种类和序列发生改变。如上图，TTC突变为TCC，mRNA的密码子由AAG变为AGG，翻译氨基酸由赖氨酸变为精氨酸。TTC突变为TGC，mRNA的密码子由AAG变为ACG，翻译氨基酸由赖氨酸变为苏氨酸。4移码突变（frame-shiftmutation）图.移码突变类型移码突变是指DNA链上插入或缺失1个、个甚至多个碱基，但非3个碱基或3的整数倍的碱基，导致在插入或缺失碱基部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变。由于原来的密码子移位，终止密码子常常推后或提前出现，结果造成新合成的肽链延长或缩短。如上图所示，DNA序列缺失碱基C，导致C碱基之后合成的氨基酸均发生了变化。移码突变明显改变了蛋白质结构，大多会影响基因功能。另外，当插入或缺失连续排列的核苷酸是3的整倍数时，变异类型为非移码突变，此类变异可能插入或者缺失个别氨基酸，不影响插入或者缺失以后密码子顺序和组成，对蛋白编码序列改变影响小。5动态突变，也叫重复扩展图3.动态突变类型动态突变一般体现为三个碱基多次数的重复。一般一个物种的基因产生变异的概率是很低的，发生过程也是很漫长的。但三碱基重复的遗传体现出极为明显的可变性，因此称为动态突变，动态突变可称为基因组不稳定性。如上图3所示，重复三碱基CAG拷贝数增加3倍，导致谷氨酸量增加，从而影响蛋白质的结构和功能。动态突变相关的疾病多见于共济失调类的疾病，例如脊髓小脑共济失调，亨廷顿舞蹈症等。此类变异不适合用一代或者二代测序技术检测，检测采用特殊PCR或结合毛细血管电泳或者Southern等方法。中--中型缺失/重复中型缺失或者重复，一般是几十K到K之间。这类变异表现为基因某个区域的缺失或者重复，例如外显子的缺失或者重复。此类变异整体扫描检测，可以用高密度的CMA芯片检测。但是仅针对某个特定区域检测，可选用MLPA或者qPCR等方法。大--染色体改变染色体畸变，分为染色体结构变异和染色体数目变异两大类。其中染色体数目变异分为整倍体变异和非整倍体变异。不论是数目变异，还是结构变异，其实质是涉及染色体或者染色体节段上基因群的增减或位置的转移，使遗传物质发生了改变，结果都可以导致染色体异常综合征或者染色体病。1缺失重复图4.染色体缺失重复缺失指染色体断裂的断片发生丢失。重复指染色体的个别区段重复出现1次或多次。重复使染色体重复区段内的基因数成倍增加。倒位(Inversion)图5.染色体倒位倒位指染色体上的某个片段，在染色体内部断裂后旋转°之后又重新插入到断裂的区域，造成了染色体上基因顺序的重排（颠倒位置）。倒位又可分为：臂间倒位(PericentricInversion)：颠倒的片段包括着丝粒。臂内倒位(ParacentricInversion)：颠倒的片段不包括着丝粒。3易位(Translocation)图6.染色体易位易位(Translocation)，指染色体片段位置的改变，可用t表示。它伴有基因位置的改变。易位又可分为平衡易位（balancedtranslocation）和罗伯逊易位（Robertsoniantranslocations）。平衡易位(balancedtranslocation)，指的是两条不同源染色体各发生一处断裂并相互交换其无着丝粒片断，形成两条新的衍生染色体。平衡易位携带者通常不会有异常表型，外貌、智力和发育等通常都是正常的。可是他们的后代却出现了问题。图7.染色体罗伯逊易位罗伯逊易位(Robertsoniantranslocations)，指当两个近端着丝粒染色体在着丝粒部位或着丝粒附近部位发生断裂后，二者的长臂在着丝粒处接合在一起，形成一条由长臂构成的衍生染色体；两个短臂则构成一个小染色体，但是由于小染色体不包含着丝粒，往往会丢失。两条长臂构成的染色体上则几乎包含了两条染色体的全部基因。因此，罗伯逊易位携带者虽然只有45条染色体，但表型一般正常。4染色体整倍体变异极端的染色体缺失重复体现为染色体整倍体的缺失重复。如果染色体的数目变化是单倍体（n）的整数倍，即以n为基数，成倍的增加或者减少，则称为整倍体改变。在n的基础上，如果增加一个染色体组（n），则染色体体数为3n，即三倍体。如在n的基础上增加个n，则为4n，即四倍体。三倍体以上的统称为多倍体。如果在n的基础上减少一个染色体组，则称为单倍体。在人类中已知有三倍体和四倍体的个体，但只有极少数的三倍体的个体能存活到出生，存活者多为n/3n的嵌合体。5染色体非整倍体变异一个体细胞的染色体数目增加或者减少了一条或者数条，称为非整倍体变异。这是临床上最常见的染色体变异类型。发生非整倍体变异后，会产生亚二倍体，超二倍体。当体细胞中染色体数目少了一条或者数条时，称为亚二倍体。若某对染色体少了一条，细胞染色体数目为45，即构成单体型。常见的单体型有1号，号，X染色体的单体型。X染色体的单体型是由于X染色体的丢失导致，具有这种核型的个体，多在胚胎期流产，只有少数存活的个体。由于缺少一条X染色体，具有性腺发育不全等临床症状。如果细胞中一对同源染色体同时缺失，即缺少了一对同源染色体，称为缺体型。人类缺体型尚未见报道，说明这种核型的个体是不能存活的。当体细胞中染色体数目多了一条或者数条时，称为超二倍体。在超二倍体的细胞中某一同源染色体的数目不是条，而是3条，4条等。若某对染色体多了一条，细胞内染色体数目为47，则构成该染色体的三体型，这是人类染色体变异中最常见、种类最多的一类变异，如NIPT重点筛查的1，18，13三体综合征。小结基因突变是组成基因的DNA序列发生了永久性改变，使得该序列不同于大多数人。遗传病本质上是遗传物质的改变所导致的，这种改变可能有各种各样的形式。基因突变的范围，小到单个DNA碱基的改变，大到包含多个基因的大片段染色体，甚至整个染色体发生变异。基因变异的形式多种多样，那么这些变异在我们的日常工作中是如何表示的呢？基因那些事儿系列下期将与大家分享变异的表示方法。作者：王茹编辑：JennyWei欢迎
