变异类型知多少

人基因组中平均有数百万单核苷酸多态，数十万小于10 Kb的微插入缺失和数个大于100 kb的大片段的拷贝数变异。

因此，人类基因组是多样的，也是不完美的。

对于很多想要研究遗传的同学来说，认识和了解变异类型可谓是入门课程了，应Lunar小师妹的要求，今天给大家扒拉一下变异类型。

不同的分类体系，产生了不同种类的变异类型，目前主要按片段大小，发生的频率，变异来源和在基因组上的位置来进行分类。下面请听我娓娓道来~

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按片段大小区分

❂ 单个核苷酸变异（single nucleotide variant, SNV）

指的是个体间基因组DNA序列同一位置单个核苷酸的变异(替代、插入或缺失)

❂ 微卫星（Microsatellite）

指可变长度的短串联重复序列，在测序技术达到单核苷酸多态性水平前，微卫星可是用于做亲子鉴定和个体识别的哦。

❂ 小片段插入-缺失变异（insertion/deletion, indel）

一般指1Kb以下的小片段DNA序列的插入或缺失变异

❂ 拷贝数变异（copy number  variant, CNV）

基因组中大片段(一般为1kb以上)的DNA形成非二倍的拷贝数量，如在精神分裂症的研究中22q11的缺失，就是一个拷贝数变异，使得原来的二倍体变成了一倍体。

❂ 结构变异（structure variant, SV）

指在染色体上发生的大片段的变异，除包括CNV外，还包括染色体内部发生的倒位(inversion)，染色体之间发生的易位重组（inter-chromosome trans-location），非整倍体等，如唐氏综合征，21号染色体为三倍体。

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按变异频率分

❂ 常见变异（common variants)

在人群中的频率较高，一般认为在人群中的频率大于 1% 或0.1%的即为常见变异，常见变异被认为与许多的常见疾病有关，如精神分裂症，心脏病等，基于常见疾病-常见变异的假说，也是大样本量的GWAS研究的一个重要依据。但常见变异多只发挥微小作用，通过多个基因的累加效应来发挥作用。

❂ 罕见变异（rare variants)

在人群中的频率小于0.1% 或1%的变异即为罕见变异，许多孟德尔遗传病的病因多是由于患者携带了一些致病的罕见变异。由于missing heritability“缺失的遗传度”的缘故，很多常见疾病的研究也开始涉及罕见变异。罕见变异多在疾病的发生发展过程中发挥较大的作用。进化上认为，罕见变异之所以罕见是因为受到进化选择的约束，因为其破坏性较大，所以携带该突变的个体存活下来并产生后代的可能性较小，在人群中，这种突变的频率就会越来越少。

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按变异来源分

❂ 遗传变异（inherited variants)

遗传自父母的变异，叫遗传变异，注意是 inherited。多数孟德尔遗传病的致病基因是遗传自父母的。比较有想法的同学会问起，那父母的这个突变是哪里来的呢？遗传在父母的父母~ 也有可能是新发突变，下面↓介绍

❂ 新发突变（de novo mutation)

父母没有，在形成受精卵的过程中产生的，在子代中存在的突变叫做新发突变，是一种胚系突变，一般来讲身体的各种器官和组织都会携带这种突变，区别于体细胞突变只存在有某一种或几种细胞和组织中。新发突变在自闭症的研究中发挥着重要作用。

❂ 体细胞突变（somatic mutation)

区别于新发突变，是在受精卵之后，身体的一种或几种组织或器官中的细胞所发生的突变，如肿瘤细胞中的突变。

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按变异在基因组上发生的位置

❂ 编码变异（coding variants)

我们都知道，人类的基因组有30亿碱基，其中1%的区域用于编码蛋白质，而发生在编码蛋白质的区域上的变异成为编码变异。编码区的变异可能会引起编码的蛋白质的结构发生改变，进而影响其功能，而导致疾病。采用全外显子测序的一些研究多是在捕捉基因组上的编码区变异。

❂ 非编码变异（non-coding variants)

指的是位于基因组上非编码区的变异，自人类基因组计划落成后，全基因组百科全书ENCODE项目旨在揭示基因组上的非编码区的这些结构元件的功能，目前认为非编码区的变异可能通过调控基因表达来发挥作用。GWAS研究得到的信号有90%落在非编码区，解读非编码区变异的功能仍然是目前复杂疾病研究的热点。

这些分类之间彼此是不排他的，比如一个变异可能同时是单核苷酸变异（按照片段大小分），罕见变异（按照频率分），新发突变，非编码变异（按照基因组上的位置）等。

作者：夏梦馨

封面图片：SuperChen, 摄于挪威~loften海岛

[注意：这次才是真的loften海岛图，小编在MPG Primer的文章中所用封面图片摄于瑞典~瓦萨沉船博物馆]

特别感谢美丽与智慧并存的Lunar师妹的提议O(∩_∩)O