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遗传密码中的破坏性突变：什么是无义突变？
在基因组学中，无义突变（nonsense mutation）是一种点突变，这种突变改变了DNA序列，导致生成无义密码子（nonsense codon），即在转录的mRNA中出现早期终止的情况。这通常会导致产生不完全、截断的蛋白质，甚至可能是非功能的蛋白质。尽管无义突变的影响通常被认为是负面的，但实际上它们不一定都对生物体有害。
无义突变的功能性影响取决于多个方面，包括终止密码子在编码DNA中的位置。
例如，无义突变的影响可能取决于该突变与原有终止密码子的距离，以及对功能性子域的影响程度。由于无义突变导致多肽链的过早终止，因此也被称为链终止突变。这些突变的影响范围不一，且对不同基因和组织的影响率各异，大约有10%的面临遗传疾病的患者与无义突变有关。
无义突变的结果
有害结果
在多数情况下，无义突变会导致有害的结果，这是最常见的自然现象。有害的无义突变会降低生物的整体适应性及生殖成功率。例如，发生在编码某一特定蛋白质的基因上的无义突变，可能会导致蛋白质的结构或功能缺陷，这对该生物的生存可能会产生重大影响。
中性结果
中性无义突变则不会对生物造成任何益处或损害。在这种情况下，突变的效果并不明显，意味着这种变化不会对生物造成正面或负面的影响。一些突变可能发生在接近原有终止密码子的地方，因此它们的影响可能并不明显。这么说来，这种情况相对少见。
有益结果
有益的无义突变被认为是最罕见的突变结果。这类突变反而会提高生物的整体适应性及生殖成功率。尽管无义突变引入的早期终止密码子通常会导致损害，但在某些情况下，这种突变可能会中断某些不正常或有毒的蛋白质的生成，从而提高生物的生存率。
抑制无义突变的机制
为了抑制无义突变产生的负面影响，许多生物体，包括人类，都会使用无义介导的mRNA衰减（nonsense-mediated mRNA decay, NMD）途径。这种机制会在蛋白质合成前降解包含无义突变的mRNA，从而避免产生不功能的多肽。
一些生物还可以通过改变tRNA来抑制无义突变的损害，这种类型的tRNA被称为抑制tRNA。
与疾病相关的常见无义突变
无义突变约占人类疾病相关单核苷酸替换的20%。这些突变的病理往往是因为完整蛋白质的数量减少，因为只有5-25%的含有无义突变的转录物不会经历衰减过程。
无义突变疾病的治疗策略
针对无义突变导致的疾病，治疗策略旨在恢复正常功能，通过降低NMD的效率，促进翻译过程中对早期终止密码子的忽略，或者直接编辑基因组中的无义突变。最近的研究已经探索了抑制NMD的抗反义寡核苷酸，并且一些合成的抑制tRNA被用作潜在的治疗手段。
如同 Ataluren 这类药物，有助于选择性地读取异常的终止密码子，让其成为治疗无义突变相关疾病的潜在选择。
总之，无义突变在基因组中扮演着重要角色，从疾病的产生到治疗的探索，无义突变的影响深远而复杂。那么，在未来的基因治疗中，我们是否能找到更具有效性的方法来对抗这些影响？
