本帖最后由 zcivf 于 2021-11-24 10:16 编辑
尽管染色体由基因构成,但从临床角度看,两者完全不同。染色体问题请移步《关于染色体的问题》,本文不作赘述。 - 以下比喻也许可以帮助你理解这染色体和基因的关系: 染色体如果是玉米,那基因就是玉米上的一颗颗玉米粒。 因此,我们也可以称染色体是基因的载体。 - 下图引用自NIH,可视作“一图看懂遗传物质”,中文部分是我标注的: - 如何简单区别针对染色体的检查和针对基因的检查?此处仍以玉米举例: 染色体检查的对象是玉米。基因检查的对象玉米粒。 因此,染色体检查和基因检测是完全不同的检测。在自述时一定要准确区分两者。 - 尽管技术上可以做到同时对染色体和基因的突变进行检测,但大多数病人不需要也不会涉及到这种检测。常见的遗传学检测一般就是针对染色体的核型或CNVs,根本也涉及不到基因。如果你无法准确区别并表达,那千万别在遗传咨询时自以为是地陈述你以为的检查结果。换句话说,不懂就别说,给报告就行。 吐槽:病人们经常把染色体,DNA,基因等概念混为一谈。自以为做了基因检查,主诉时也认定检查结果都正常,拿到报告一看,原来就是低分辨率染色体核型,连CNVs都提示不了,唉。 - 染色体和基因都是客观存在的。染色体可以被肉眼观察到,但基因可没法通过肉眼识别。基因是经过长期的、大数据的研究、统计、对照后才被发现并定义的。 延伸:有兴趣的读者可自行搜索“人类基因组计划”的相关信息。本文不作赘述。 - 截止到2019年7月,已知基因总数超过33000多个,其中已知有功能的基因总数为19014个,并且每年仍有新的基因被发现,或已知基因被发现有新的功能。下图截取自Dicepher数据库,能很清楚解释染色体和基因的关系,或者说,基因在染色体中的位置。 - 基因由碱基组成。碱基分别是A、T、C、G。其中,A只与T配对,C只与G配对。基因的功能本质上就产生于ATCG组成的特定序列。举个例子: 某一个基因(功能)的正常序列是:AAA CGG TTG GCC 当该基因发生突变时,这个序列就可能变成“AAA CAG GTT GGC”,也就是在多了一个A(下划线处)。这种突变会导致2个结果: - 第一个结果,没事,即基因的原本功能不受影响。
- 第二个结果,致病,即基因的原本功能被改变了。
其实还有第三个结果,叫进化。但这不属于本文的科普范围。 - DNA是指人类遗传物质的分子结构,常被坊间用于代指人类的遗传物质。但“DNA”一词本身并不特指染色体、基因或碱基。下图来自网络,可视作“一图看懂碱基和DNA的关系”: - 组成基因的碱基长度或数量不一,有些可能只有几百个bp。有些可能是几百个kb。 - 基因还可以继续细分,比如基因由“外显子”和“内含子”组成。简单理解的话,外显子就相当于基因的功能区域。从科普角度看,“外显子和内含子”已经是科普和专业的分水岭,之所以在此处提及,是为了解释不少病人遇到的“全外显子测序(以下简称全外)”到底是什么。 - 目前,主流的基因检测包括: - 靶向地针对某个或某些基因的检测。采用这种检测的前提基于“已经基本掌握了患者的病因”或“患者出现的症状特征明显”。这类检测的价格相对较低。
- 全外显子测序(Whole Exome Sequencing,WES),覆盖了所有已知功能基因(即参与蛋白质编码的基因)的功能区域,也覆盖了大约85%的已知可致病突变。采用这种检测的前提基于“无法确定患者的病因”或“患者未出现明显症状”。这类检测的价格相对较高。
- 很多情况下,基因检测因以“患者身为子代的家庭”为单位进行,而非仅针对患者个体。换句话说,由于患者的患病原因很可能来自于亲生父母,所以患者父母最好和患者一起做基因检测。 基因的功能是什么?最简单粗暴的理解是: 一个基因控制(编码)一个蛋白质。 这里的蛋白质不是指“营养学”概念上的蛋白质,而是指参与甚至指导人体正常运行的“核心指令”,相当于底层代码之于操作系统,或“1+1=2”之于现代数学。当某个基因出错时,核心指令就会出错甚至不存在。举个例子: CPS1基因位于2号染色体长臂34区域,其功能是指导人体产生氨甲酰磷酸合酶。这种酶可以把人体产生的氨合成为尿素并排出体外。当CPS1基因发生突变并导致功能错误时,人体内的氨就无法被正常代谢。这就使多余的氨进入血液,从而导致高氨血症,进而导致患者的脑神经受损。最终的临床表现之一就是患者智力低下。 - 当一个基因突变时,最好的结果是“什么都不会发生”,而最差的结果是“致死”,甚至“生不如死”。 - 基因的突变有很多种,比如移码突变、整码突变、终止码突变、同义突变、无义突变、错义突变。但在科普层面无须对这些知识作深入展开,仅需了解“突变是否致病”即可。“致病性突变”一旦成为结果并呈现在你面前时,无论你是遗传学专家,还是普通人,都只能接受,不能改变。我们唯一可做的,就是设法“阻断遗传”。 - 在“阻断遗传”中,“阻断”一词的含义是: 阻止一个发生了致病性突变的基因遗传给子代,或使该病在家族中的遗传中断。 - 泛泛地说,不会致病的基因突变都可视为基因的多态性。其中最为著名的大约是单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)。SNP是现代遗传学检测技术的重要原理之一,类似于灯塔。 - 每个人的碱基序列都是不完全一样的。也就是说,尽管你的基因来自于你的父母,但仍旧会有非常非常小的差别。因此,基因的碱基序列对于每个个体而言都是唯一的。同卵双胞胎也不例外,因为有些碱基序列会在后天发生变化。 - 实际上,基因的突变会随着细胞的分裂时刻发生着。可能发生于精子或卵子的形成过程中,可能发生于受精卵第一次卵裂之时,也可能发生在你阅读本文的当下。但其中绝大多数突变都可视作是多态性,是不致病的,是良性的,是完全正常的。即便偶尔有些少量的细胞会因为突变发生异常,比如癌细胞,但我们的免疫细胞会及时发现并消灭它们。 - 遗传病是先天性疾病中的一个大类。但先天性疾病不完全是遗传病。
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