基因突變中的最大謎團:三核苷酸重複如何讓疾病在世代間變得越來越嚴重?

在遺傳學中,三核苷酸重複疾病是由超過30種基因突變引起的疾病,它們與三核苷酸重複擴展有關。這種突變會導致三個核苷酸的重複數量增加,直至超過某一閾值,進而引發發育、神經或神經肌肉疾病。當中,除了這些三核苷酸的擴展外,還有其他的重複類型和由此引起的疾病。隨著擴展的程度越大,疾病的發作越快,嚴重程度也隨之加劇。

三核苷酸重複位於基因的編碼區域中,有些則位於基因調控區域,導致基因表達的變異。

最早被確認的三核苷酸重複疾病是脆性X症候群,這種疾病主要影響男性,並伴有智力障礙、特徵性面部特徵以及陰莖肥大。這一疾病的原因是因為影響脆性X基因的CGG重複數量的增加,患者的重複數量通常在230到4000之間,而未受影響者的重複數量則不超過50。

三核苷酸重複疾病的分類

根據研究人員Boivin和Charlet-Berguerand的描述,三核苷酸重複疾病可分為三種類別:

第一類:功能丧失型

這一類疾病的重複位於基因的啟動子區域,並可能導致 DNA 甲基化等表觀遺傳學改變,這最終制約了基因的表達,降低了所編碼蛋白質的功能。表觀遺傳學改變的影響顯示,個體出現症狀的年齡和疾病的嚴重程度與重複的大小以及重複周圍的表觀遺傳狀態有關。

第二類:有毒 RNA 增益功能型

在這類疾病中,過大的重複擴展產生的RNA會形成核RNA焦點,從而改變RNA結合蛋白的功能,導致多種RNA處理缺陷。

第三類:有毒蛋白型

這類疾病涉及到重複序列翻譯成含有重複氨基酸序列的致病蛋白,這會造成多種細胞功能受損,包括毒性增益功能和功能喪失。

三核苷酸重複疾病的進一步影響表現在基因的功能改變上,可能導致人類健康的逐步惡化。

遺傳學與疾病的繼承

這些疾病通常表現出遺傳期待現象,隨著世代的傳遞,每一代的重複數量可能增加,這使得新一代患病的風險更高。以亨廷頓症為例,對於攜帶35個CAG重複的父母,其子女發病的風險明顯提高,特別是在重複數增加的情況下。

亨廷頓症患者的疾病會隨著世代的交替,年齡越來越小且病情加重。

診斷與未來

針對三核苷酸重複疾病的診斷通常需要依賴基因測序,更精確地評估患者的基因組成。社會各界的關注與研究努力不斷為這一領域帶來新希望,能更早識別病患並對症下藥。

這些疾病的複雜性和可變性使人們越來越關注基因和環境之間的相互作用,那麼未來科學家是否能夠找到有效的方法來治療這些神秘的基因突變疾病呢?

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