多態性是指在一個生物群體中，同時和經常存在兩種或多種不連續的變異型或基因型（genotype）或等位基因（allele），亦稱遺傳多態性（genetic polymorphism）或基因多態性。從本質上來講，多態性的產生在於基因水平上的變異，一般發生在基因序列中不編碼蛋白的區域和沒有重要調節功能的區域。對於一個體而言，基因多態性鹼基順序終生不變，並按孟德爾規律世代相傳。
生物群體基因多態性現象十分普遍，其中，人類基因的結構、表達和功能，研究比較深入。人類基因多態性既來源於基因組中重複序列拷貝數的不同，也來源於單拷貝序列的變異，以及雙等位基因的轉換或替換。按引起關注和研究的先後，通常分為3大類：DNA片段長度多態性、DNA重複序列多態性、單核苷酸多態性。
基本介紹
- 中文名：基因多態性
- 外文名：polymorphism
- 別稱：遺傳多態性
- 分類：3大類
- 表現：重複序列拷貝數的變異
分類,遺傳背景知識,遺傳,錯義突變,無義突變,同義突變,移碼突變,剪接異常,醫學意義,臨床醫學方面,遺傳病學方面,預防醫學方面,
分類
生物群體基因多態性現象十分普遍，其中，人類基因的結構、表達和功能，研究比較深入。人類基因多態性既來源於基因組中重複序列拷貝數的不同，也來源於單拷貝序列的變異，以及雙等位基因的轉換或替換。按引起關注和研究的先後，通常分為3大類：DNA片段長度多態性、DNA重複序列多態性、單核苷酸多態性。
DNA片段長度多態性
DNA片段長度多態性（FLP），即由於單個鹼基的缺失、重複和插入所引起限制性內切酶位點的變化，而導致DNA片段長度的變化。又稱限制性片段長度多態性，這是一類比較普遍的多態性。
DNA重複序列多態性
DNA重複序列的多態性（RSP），特別是短串聯重複序列，如小衛星DNA和微衛星DNA，主要表現於重複序列拷貝數的變異。小衛星（minisatellite）DNA由15~65bp的基本單位串聯而成，總長通常不超過20kb，重複次數在人群中是高度變異的。這種可變數目串聯重複序列（VNTR）決定了小衛星DNA長度的多態性。微衛星（microsatellite）DNA的基本序列只有1~8bp，而且通常只重複10~60次。
單核苷酸多態性
遺傳背景知識
遺傳和變異
各種生物都能通過生殖產生子代，子代和親代之間，不論在形態構造或生理功能的特點上都很相似，這種現象稱為遺傳（heredity）。但是，親代和子代之間，子代的各個體之間不會完全相同，總會有所差異，這種現象叫變異（variation）。遺傳和變異是生命的特徵。遺傳和變異的現象是多樣而複雜的，正因為如此，才導致生物界的多種多樣性。
基因結構和遺傳表型
基因結構和遺傳表型的研究是深入了解脂蛋白代謝缺陷症的分子生物學基礎，逆向遺傳學方法（reversegeneticapproach）則使其有可能在蛋白質水平系統地分析結構和功能的關係。基因多態性在人群中，其基因型頻率的分布符合Hardy-Wenberg平衡。
遺傳
基因的多態性直接導致了生物繁殖過程中轉錄和翻譯的選擇多樣性，使得遺傳密碼傳遞既保持一定的準確性，又有一定的寬容度，這種繁殖的適度柔性對生物界的穩定和多樣化非常重要。
基因多態性的鹼基的取代、缺失、插入引編碼序列的核苷酸順序改變，在轉錄和翻譯合成蛋白質的過程中，造成遺傳密碼的改變、蛋白質肽鏈中的片段缺失、mRNA剪接異常、或啟動子的突變及非轉錄區的突變等。有的使基因的轉錄水平或活性的增強或降低、對多肽鏈中胺基酸的排列順序產生影響。這些基因多態性在生物學的作用可分為：
錯義突變
錯義突變(missense mutation)指DNA分子中鹼基對的取代，使得mRNA的某一密碼子發生變化，由他所編碼的胺基酸就變成另一種不同的胺基酸，使得多肽鏈中胺基酸的順序也相應地發生改變。
無義突變
無義突變(nonsense mutation)指由於鹼基取代使原來可翻譯某種胺基酸的密碼子變成了終止密碼子。例如UAU（氨酸）顛換成UAA（終止密碼子）使多肽鏈的合成到此終止，形成一條不完整的多肽鏈，使蛋白質的生物活性和功能改變。轉換也可引起無義突變。
無義突變和DNA片段的缺失都可以導致肽鏈中的片段缺失，致使基因編碼的蛋白質失去原有的功能。
同義突變
同義突變(same sense mutation)指鹼基的取代並不都是引起錯義突變和翻譯終止，也就是雖然鹼基被取代了，但蛋白質水平上沒有引起變化，胺基酸沒有被取代。
移碼突變
移碼突變不僅使翻譯後的肽鏈中胺基酸序列發生改變，而且也導致肽鏈中的大片段缺失。
剪接異常
剪接異常是指數個鹼基的缺失、片段缺失、染色體突變等均有可能造成mRNA剪接位點的缺失和異常，都可以導致mRNA的錯誤剪接，產生異常的mRNA，最終產生異常的表達產物。
醫學意義
基因多態性的研究，為臨床醫學、遺傳病學和預防醫學的發展研究開拓了新的領域。
臨床醫學方面
人類基因多態性在闡明人體對疾病、毒物的易感性與耐受性，疾病臨床表現的多樣性（clinical phenotype diversity），以及對藥物治療的反應性上都起著重要的作用。
基因型與發病率
疾病基因多態性與臨床表型多樣性的聯繫已受到重視，如腫瘤等多基因病的臨床表型往往多樣化，闡明基因型（genotype ）與表型(phenotype)之間的聯繫在認識疾病的發生機理、預測疾病的轉歸等方面也有重要的作用。
藥物代謝與致病基因
致病基因的多態性使同一疾病的不同個體，在其體內生物活性物質的功能及效應出現差異，即疾病基因多態性影響藥物代謝的過程及清除率，導致治療反應性上懸殊，從而影響治療效果。
基因多態性研究使得臨床醫生將有可能預斷，在同樣的致病條件下，不同的個體會出現什麼樣的病理反應和臨床表現。按照基因多態性的特點用藥，將會使臨床治療符合個體化的要求。如高血壓的治療，將根據基因多態性的研究選擇更具針對性的藥物，調整其劑量，而不是不加選擇地使用ACEI、鈣拮抗劑或交感神經受體阻斷劑。合併症的防治也會更個體化，更具針對性。
遺傳病學方面
基因多態性的研究對於遺傳病具有雙重意義。首先，基因的有害突變，包括經典的點突變和已知的動態突變，都有可能成為生物體發病的根源，導致遺傳病的發生和發展；其次，基因多態性位點眾多，是很好的遺傳標記，可以在遺傳病的研究和臨床診斷中發揮重要的作用。
多態性導致遺傳疾病
重複序列多態性作為遺傳病的病因，如CCG，CTG和CAG這樣的三核苷酸重複序列，當其拷貝數過度增高時可以引起強直性肌營養不良等。三核苷酸拷貝數的擴增或突變發生在世代傳遞過程中，由於拷貝數在世代間的改變，它被稱為代際突變。目前代際突變疾病大多是些神經系統的退行性疾病，也有少數腫瘤。代際突變疾病的發現提示序列拷貝數的多態性能夠成為遺傳病的病因。
點突變引起的疾病：從鐮刀狀細胞貧血開始，突變引起各種遺傳病的例子愈來愈多，遺傳性腫瘤也逐漸被認識。
多態性適於遺傳標記
絕大多數DNA多態性並不引起遺傳病，反而可作為遺傳標記來使用。例如：包括FLP位點、微衛星和小衛星DNA等各種多態性標記，都已廣泛用於遺傳病的連鎖診斷。利用各條染色體上位置已知的眾多的多態性標記，通過患病家系的連鎖分析，可以找到多基因病的致病基因或相關基因的位置，並為這些基因的分離克隆提供依據。
在疾病的關聯分析和病因學研究方面，通過比較患病群體和正常群體，可以發現兩組間多態性位點的特定等位基因頻率有顯著差別，則表明該位點與該疾病相關聯。使用多態性標記的關聯分析既可以提示相關基因存在的位置，也有助於發病機理的闡明。
基因多態性還可以用於疾病的分型與治療，即根據患者疾病多態性的基因型來解釋疾病的病因和臨床表現。
預防醫學方面
由於基因多態性種族差異明顯，因此在基因-環境互動作用模式上，不同的種族之間有可能不同。所以，開展我國人群的基因多態性與環境的作用關係的研究具有重要的意義。
