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想知道基因中最具破壞性的突變嗎？揭秘無義突變的真面目！
在基因組學的研究中，無義突變（nonsense mutation）是一種點突變，會導致 DNA 序列產生無義密碼子，進而在轉錄的 mRNA 中形成提前的停止密碼子，最終導致截斷、不完整的蛋白質合成。而這時產生的蛋白質產品，無論是在結構上還是功能上，通常都是無法正常運作的。無義突變的功能影響並非總是有害，因為這些影響取決於多種因素，例如停止密碼子在編碼 DNA 中的位置等。
關於無義突變，受害者在面對基因疾病時有約 10% 是受到其影響的。
在無義突變的過程中，當標準的基因編碼序列遭遇突變，這些改變可能直接影響蛋白質的功能，導致嚴重的健康問題。舉例而言，肌營養不良症（Duchenne muscular dystrophy）、囊腫性纖維化（cystic fibrosis）和脊髓肌萎縮症（spinal muscular atrophy）等，都和無義突變密切相關。
無義突變的基本原理
無義突變主要是由於 DNA 序列發生了小的變化，例如碱基的替換。這些變化會導致原先應該編碼特定氨基酸的密碼子轉變為停止密碼子，從而提前終止蛋白質的合成。以下是一個基于簡單示例的解釋：
DNA: 5′—ATG ACT CAC CGA GCG CGA AGC TGA—3′
mRNA: 5′—AUG ACU CAC UGA GCG CGU AGC UGA—3′
蛋白質: N—Met Thr His Stop—C
例子中展示的序列原本可生成一個完整的蛋白質，但若發生無義突變，使得原本的密碼子 CGA 突變為 TGA，則在合成過程中會提前終止，導致產生的蛋白質通常是非功能性的。
無義突變的影響
有害的影響
大多數無義突變都會產生有害的後果，這代表這類突變會減少生物體的整體適應性和繁殖成功。例如，當一個無義突變發生在編碼特定重要蛋白質的基因中時，這種突變會導致結構或功能上的損傷，最終影響該生物的生存。
中性的影響
當無義突變的影響不明顯時，它被認為是中性的。換言之，這些突變沒有正面的利益或是傷害，對生物體的影響不算重大。
有益的影響
雖然罕見，但無義突變有時也可能帶來有益的結果。例如，某些無義突變可能導致功能失常的蛋白釋放毒素，透過提前終止生成區域，可以減少毒素的釋放，進而提高生物體的健全性。
治療無義突變引起的疾病
針對無義突變相關疾病的治療手段旨在重新建立正常蛋白質的功能策略。這包括減少無義突變介導的 mRNA 降解（nonsense-mediated decay）和促進蛋白質合成過程中對提前終止的超越，最近的研究甚至希望透過 CRISPR-Cas9 技術來編輯基因。
例如，一些藥物如阿米卡星（Aminoglycosides）能夠促進 ribosome 通過致命的早期停止密碼子而繼續翻譯過程，從而合成出更完整的蛋白質。
目前許多針對無義突變的療法仍在研究階段，包括人工合成的抑制 tRNA 和針對特定突變的抗病毒寡核苷酸等方法。
無義突變的研究不僅涉及醫學範疇，更對生物技術和演化科學的了解提供了新的視角。這樣的突變現象也反映出自然進化的複雜性，讓我們不禁思考：在未來的醫療探索中，我們能否找到更有效的治療手段以應對這些基因突變所帶來的挑戰?
