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从镰状细胞贫血看基因突变
BIOL1002C-PEP-CN Lesson 5
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生命的表型差异往往源于分子深处的“一字之差”。镰状细胞贫血(Sickle Cell Anemia)是人类首次在分子水平上明确病因的遗传病。其根源在于控制血红蛋白合成的基因发生了微小的改变。

正常血红蛋白基因 DNA ... C T T ... 转录 mRNA ... G A A ... 翻译 氨基酸 谷氨酸 (Glu) 正常红细胞 碱基替换 镰状细胞基因 DNA ... C A T ... mRNA ... G U A ... 氨基酸 缬氨酸 (Val) 镰状红细胞 基因突变:碱基的替换、增添或缺失引起碱基序列改变

核心逻辑:从分子到性状

  • 碱基互补配对原则:DNA在复制或转录过程中,原本应为T-A的碱基对被错误替换为A-T。
  • 密码子效应:DNA序列的改变导致mRNA上的密码子由GAA变为GUA。
  • 蛋白质功能异常:亲水性的谷氨酸变为疏水性的缬氨酸,导致血红蛋白分子在脱氧状态下发生聚合,使红细胞变为镰刀状。
重要结论:新基因的产生
基因突变是由于DNA分子结构的改变而产生的变异。这种变异产生的是现有基因的等位基因,即产生了“新基因”。这是它与基因重组(旧基因的重新组合)最本质的区别。