无义突变(nonsense mutation)是指由于某个
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,从而使肽链合成提前终止。这种
点突变会导致产生大小较小、不具功能的
蛋白质产物。无义突变发生的位点距正常的终止密码子越近,对蛋白质造成的影响一般越小。无义突变与多种遗传性疾病和癌症有关,统计显示造成人类疾病的突变中有5%至15%为无义突变。
无义突变:是编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸的终止密码UAA、UAG或UGA。虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误,但由于终止密码出现在一条mRNA的中间部位,就使翻译时多肽链的终止就此终止,形成一条不完整的多肽链。
基因内一个氨基酸特定的密码子由于
碱基取代或
移码突变转换为多肽链合成的
终止密码子,使多肽链合成中断;或相反地,基因内的终止密码子转换成一个氨基酸特定的密码子,使多肽链的合成不能在原定位点结束,而是继续延伸至下一个终止密码子为止,这种突变称为无义突变。对于细菌的
操纵子来说,无义突变除使操纵子所属的该突变基因的产物(
蛋白质)失活外,还影响与突变基因相邻的
结构基因的表达,降低邻近基因所编码的蛋白质产量。
无义突变在遗传性疾病中扮演重要角色,例如杜兴氏肌肉营养不良症、某些乙型地中海贫血、少数囊肿性纤维化(G542X)、胡勒尔综合征与婴儿严重肌阵挛性癫痫等。此外,无义突变也与数种癌症的发生有关。
细胞在转译具有无义突变的mRNA时,会启动无义介导的mRNA降解(NMD)途径来抑制转译,并将mRNA降解移除。在某些情况下,细胞中的无义突变抑制因子(如突变的
转运RNA)会抑制无义突变,使
核糖体在转译至突变位点时发生转译连读(translational readthrough)而继续转译。
氨基糖苷类化合物可与rRNA中负责解读密码子的区域结合,降低tRNA
联会的准确度,因而有促进转译连读的效果,这为治疗无义突变所致遗传疾病提供了一种可能的药物策略。
脱氧核糖核酸: 5' - ATG ACT CAC CGA GCG CGA AGC TGA - 3'
3' - TAC
腾讯电竞运动会 GTG GCT CGC GCT TCG ACT - 5'
蛋白质: Met Thr His Arg Ala Arg Ser 终止
在上述基因序列中,如果编码
精氨酸的密码子CGA发生无义突变而变为TGA,将导致转译提前终止,产生一个较小的蛋白质。