同义词(synonymous)和非同义突变(nonsynonymous mutations)的区别

脱氧核糖核酸(DNA)是生物体内所有遗传信息的载体。DNA就像一幅蓝图,描绘了一个人拥有什么样的基因以及他所表现出的特征(分别是基因型和表型)。利用核糖核酸(RNA)将DNA翻译成蛋白质的过程称为转录和翻译。DNA的信息在转录过程中被信使RNA复制,然后在翻译过程中被解码生成氨基酸。然后按正确的顺序将一串氨基酸组合在一起,以生成表达正确基因的蛋白质。...

脱氧核糖核酸(DNA)是生物体内所有遗传信息的载体。DNA就像一幅蓝图,描绘了一个人拥有什么样的基因以及他所表现出的特征(分别是基因型和表型)。利用核糖核酸(RNA)将DNA翻译成蛋白质的过程称为转录和翻译。DNA的信息在转录过程中被信使RNA复制,然后在翻译过程中被解码生成氨基酸。然后按正确的顺序将一串氨基酸组合在一起,以生成表达正确基因的蛋白质。

Computer illustration of DNA strands with a mutation

这是一个复杂的过程,发生得很快,所以肯定会有错误,大多数错误是在它们被制造成蛋白质之前被抓住的,但有些错误是从裂缝中溜走的。其中一些突变是微小的,不会改变任何东西。这些DNA突变称为同义突变。其他人可以改变表达的基因和个体的表型。改变氨基酸(通常是蛋白质)的突变称为非同义突变。

同义突变

同义突变是点突变,这意味着它们只是一个错配的DNA核苷酸,只改变DNA RNA拷贝中的一个碱基对。RNA中的密码子是一组编码特定氨基酸的三个核苷酸。大多数氨基酸都有几个RNA密码子可以翻译成特定的氨基酸。大多数情况下,如果第三个核苷酸是突变的,它将导致编码相同的氨基酸。这被称为同义突变,因为与语法中的同义词一样,突变的密码子与原始密码子具有相同的含义,因此不会改变氨基酸。如果氨基酸没有变化,那么蛋白质也不会受到影响。

同义突变不会改变任何东西,也不会发生任何变化。这意味着它们在物种进化中没有真正的作用,因为基因或蛋白质没有任何改变。同义突变实际上相当普遍,但由于它们没有效果,因此它们没有被注意到。

非同义突变

非同义突变对个体的影响比同义突变大得多。在非同义突变中,当信使RNA复制DNA时,通常会在转录过程中插入或删除序列中的单核苷酸。这种单一的缺失或添加的核苷酸会导致移码突变,从而使氨基酸序列的整个阅读框都消失,并混合密码子。这通常会影响编码的氨基酸,并改变最终表达的蛋白质。这种突变的严重程度取决于它在氨基酸序列中发生的时间有多早。如果它发生在刚开始的时候,并且整个蛋白质发生了变化,这可能会成为致命的突变。

另一种可能发生非同义突变的方式是,如果点突变将单核苷酸改变为不翻译为相同氨基酸的密码子。很多时候,单一氨基酸的变化不会对蛋白质产生太大影响,并且仍然是可行的。如果它发生在序列的早期,并且密码子被改变为一个停止信号,那么这种蛋白质将不会被制造出来,它可能会导致严重的后果。

有时非同义突变实际上是积极的变化。自然选择可能有利于这种基因的新表达,个体可能已经从突变中获得了有利的适应。如果这种突变发生在配子中,这种适应将遗传给下一代后代。非同义突变增加了自然选择基因库的多样性,从而在微观进化水平上推动进化。

  • 发表于 2021-09-17 08:41
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  • 分类:生物

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