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從鐮狀細胞貧血看基因突變
BIOL1002C-PEP-CNLesson 5
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生命的表型差異往往源於分子深處的「一字之差」。"鐮狀細胞貧血(Sickle Cell Anemia)是人類首次在分子層次上明確病因的遺傳疾病。其根源在於控制血紅蛋白合成的基因發生了微小的改變。

正常血紅蛋白基因DNA... C T T ...轉錄mRNA... G A A ...轉譯胺基酸麩胺酸 (Glu)正常紅血球鹼基置換鐮狀細胞基因DNA... C A T ...mRNA... G U A ...胺基酸纈胺酸 (Val)鐮狀紅血球基因突變:鹼基的置換、增添或缺失引起鹼基序列改變

核心邏輯:從分子到性狀

  • 鹼基互補配對原則:DNA在複製或轉錄過程中,原本應為T-A的鹼基對被錯誤置換為A-T。
  • 密碼子效應:DNA序列的改變導致mRNA上的密碼子由GAA變為GUA。
  • 蛋白質功能異常:親水性的麩胺酸變為疏水性的纈胺酸,導致血紅蛋白分子在脫氧狀態下發生聚合,使紅血球變為鐮刀狀。
重要結論:新基因的產生
基因突變是由於DNA分子結構的改變而產生的變異。這種變異產生的是現有基因的等位基因,即產生了「新基因」。這是它與基因重組(舊基因的重新組合)最本質的區別。