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想知道基因中最具破坏性的突变吗？揭秘无义突变的真面目！
在基因组学的研究中，无义突变（nonsense mutation）是一种点突变，会导致DNA 序列产生无义密码子，进而在转录的mRNA 中形成提前的停止密码子，最终导致截断、不完整的蛋白质合成。而这时产生的蛋白质产品，无论是在结构上还是功能上，通常都是无法正常运作的。无义突变的功能影响并非总是有害，因为这些影响取决于多种因素，例如停止密码子在编码 DNA 中的位置等。
关于无义突变，受害者在面对基因疾病时有约 10% 是受到其影响的。
在无义突变的过程中，当标准的基因编码序列遭遇突变，这些改变可能直接影响蛋白质的功能，导致严重的健康问题。举例而言，肌营养不良症（Duchenne muscular dystrophy）、囊肿性纤维化（cystic fibrosis）和脊髓肌萎缩症（spinal muscular atrophy）等，都和无义突变密切相关。
无义突变的基本原理
无义突变主要是由于 DNA 序列发生了小的变化，例如碱基的替换。这些变化会导致原先应该编码特定氨基酸的密码子转变为停止密码子，从而提前终止蛋白质的合成。以下是一个基于简单示例的解释：
DNA: 5′—ATG ACT CAC CGA GCG CGA AGC TGA—3′
mRNA: 5′—AUG ACU CAC UGA GCG CGU AGC UGA—3′
蛋白质: N—Met Thr His Stop—C
例子中展示的序列原本可生成一个完整的蛋白质，但若发生无义突变，使得原本的密码子CGA 突变为TGA，则在合成过程中会提前终止，导致产生的蛋白质通常是非功能性的。
无义突变的影响
有害的影响
大多数无义突变都会产生有害的后果，这代表这类突变会减少生物体的整体适应性和繁殖成功。例如，当一个无义突变发生在编码特定重要蛋白质的基因中时，这种突变会导致结构或功能上的损伤，最终影响该生物的生存。
中性的影响
当无义突变的影响不明显时，它被认为是中性的。换言之，这些突变没有正面的利益或是伤害，对生物体的影响不算重大。
有益的影响
虽然罕见，但无义突变有时也可能带来有益的结果。例如，某些无义突变可能导致功能失常的蛋白释放毒素，透过提前终止生成区域，可以减少毒素的释放，进而提高生物体的健全性。
治疗无义突变引起的疾病
针对无义突变相关疾病的治疗手段旨在重新建立正常蛋白质的功能策略。这包括减少无义突变介导的 mRNA 降解（nonsense-mediated decay）和促进蛋白质合成过程中对提前终止的超越，最近的研究甚至希望透过 CRISPR-Cas9 技术来编辑基因。
例如，一些药物如阿米卡星（Aminoglycosides）能够促进 ribosome 通过致命的早期停止密码子而继续翻译过程，从而合成出更完整的蛋白质。
目前许多针对无义突变的疗法仍在研究阶段，包括人工合成的抑制 tRNA 和针对特定突变的抗病毒寡核苷酸等方法。
无义突变的研究不仅涉及医学范畴，更对生物技术和演化科学的了解提供了新的视角。这样的突变现象也反映出自然进化的复杂性，让我们不禁思考：在未来的医疗探索中，我们能否找到更有效的治疗手段以应对这些基因突变所带来的挑战?
