點突變：讀懂密碼的改變

一個字母，三種結局

把一個鹼基替換成另一個的[[point-mutation|點突變]]稱為[[substitution|替換]]。要預測其效果，你需要將DNA按三個字母一組的詞來讀，這些詞稱為[[gen-codon|密碼子]]，因為翻譯依據[[gen-genetic-code|遺傳密碼]]每三個鹼基對應一個胺基酸。一處單字母改變會落在某個密碼子內部——可能發生三種情況。

1. [[silent-mutation|同義突變]]： 新密碼子仍編碼相同的胺基酸。遺傳密碼具有冗餘性——多個密碼子表示同一含義——所以蛋白質不變。通常無從察覺。
2. [[missense-mutation|錯義突變]]： 新密碼子編碼一個不同的胺基酸。蛋白質發生一處組成單元的替換。其影響從毫無影響到嚴重不等，取決於具體替換。
3. [[nonsense-mutation|無義突變]]： 新密碼子變成一個[[gen-stop-codon|終止密碼子]]。翻譯提前停止，蛋白質被截短——通常導致嚴重的功能喪失。

推演一處改變如何穿過密碼

讓我們取一小段編碼區，逐一施加每種類型的替換。我們將寫出mRNA密碼子（用U代替T）並加以翻譯，這樣你就能清楚看到，為什麼同一類改變會有如此不同的後果。

Wild-type mRNA:   AUG  GAG  GAU  UUC  ...  (reading frame)
Amino acids:      Met  Glu  Asp  Phe  ...

1) SILENT      GAG -> GAA   both = Glu
   mRNA:        AUG  GAA  GAU  UUC
   protein:     Met  Glu  Asp  Phe   --> identical, no effect

2) MISSENSE    GAG -> GUG   Glu -> Val
   mRNA:        AUG  GUG  GAU  UUC
   protein:     Met  Val  Asp  Phe   --> one building block swapped
   (this exact Glu->Val swap in beta-globin causes sickle-cell disease)

3) NONSENSE    GAG -> UAG   Glu -> STOP
   mRNA:        AUG  UAG  ...
   protein:     Met  STOP            --> protein truncated immediately

為何同義突變並非總是沉默

「同義」描述的是蛋白質，而非全部真相。一處使胺基酸保持不變的替換仍可能產生影響：它可能擾亂RNA剪接信號、改變核糖體移動的速度，或改變某個調控序列。而一處位於任何編碼區之外的替換，也能在不觸及任何胺基酸的情況下改變基因表達。