插入与缺失

碱基的插入与缺失，有各种情形。一种情形是从1个碱基最多到10个碱基的插入或缺失。另一种情形是几个碱基组成一个单位发生重复（repeat），重复的数目有变化。这种情形称微卫星DNA多态（microsatellite DNA polymophism）。碱基的插入或缺失都会造成密码子移码（frame shift）。当多余的碱基插入到基因的碱基序列中去时，会使密码子移码。移码变异对生物体的影响是非常大的，常常不能形成原来编码的蛋白质。例如上述的APP基因，有1个多余的碱基A插入到第34的位置里，于是从开头起的第12个密码子就变成移码了。移码了的密码子用黑体字母表示：

ATG/CTG/CCC/GGT/TTG/GCA/CTG/CTC/CTG/CTG/GCC/AGC/CTG/GAC/GGC/TCG/GGC/GCT/GGA/GGT/ACC/CAC/TGA/TGG/TAA/TGC/TGG ……

结果变成如下的氨基酸序列：

Met Leu Pro Gly Leu Ala Leu Leu Leu Leu Ala Ser Leu Asn Gly Ser Gly Ala Gly Gly Thr His……

第23位的密码子变成了TGA（终止密码子），氨基酸连接到这里便停止了。这样形成的氨基酸序列与原来的当然不同且缩短了，于是蛋白质也就随着丧失了原来的功能。

再谈缺失即碱基脱落的例子。1981年美国报告第1例艾滋病（Acquired Immune Deficieny Sydrome，全称是获得性免疫缺陷综合征，取4个英文词的字头便为AIDS）患者，这种疾病以非常迅猛的势头增加、扩散。到了2008年，世界卫生组织（WHO）推测全球的艾滋病患者已达到3 100万～3 600万人。7年之后的今天，患者的人数大概可逾4 000万人。全世界人口约68亿，平均下来，每170人中就有1个艾滋病患者。艾滋病的元凶是HIV病毒。HIV病毒是通过性关系、输血或使用被污染了的针头而进入血液的。该病毒侵入免疫细胞，将免疫细胞杀死，所以，受到HIV感染的人其免疫力变得极其低下，故而即便是毒性很小的微生物侵入到患者的肺、消化道、脑等器官后，都会使艾滋病患者产生肺炎、结核、癌等疾病而死亡。当然，由于医疗事业的进步，艾滋病也是可以治疗的。

有一个颇耐人寻味的现象，艾滋病患者在全球的分布并非是均匀的。靠近非洲大陆南端的诸国，艾滋病患者密度最高，每100个成人中患者竟高达2成到4成。而在欧洲白人中却有对HIV感染有抵抗力的人。科学家发现对HIV具有抵抗力的人是由于其CCR5基因有部分缺失的缘故。推测因为CCR5基因有部分缺失，不能表达出它所编码的CCR5蛋白质。CCR5蛋白质与CD4蛋白质紧挨着存在于免疫细胞的表面，HIV病毒就借助于这两个蛋白质的并存而侵入到免疫细胞内部去的，杀死免疫细胞。而CCR5基因部分碱基缺失的人，因不能表达出CCR5蛋白质，使HIV病毒缺了一个“抓手”，便不能入侵到免疫细胞内，也就不能破坏免疫细胞而损伤其免疫力。在欧洲白人中，CCR5基因部分缺失处于异质合子状态的人大约占10%，他（她）们难于染上艾滋病。而处于同质合子状态的人大约占1%，他（她）们是绝对不会受HIV感染的。由于碱基脱落即缺失所形成的这样基因型对于抵抗HIV是有效的，故而得到自然选择的保存。

人们会提出疑问：1981年才发现第1例艾滋病人，欧洲白人中怎么这么快就有了不少能抗HIV病毒的人呢?说是自然选择在30多年间起到了如此大的作用，有些说不过去的。嘎尔瓦尼（A.P.Galvani，2005）等提出一个假说，认为造成CCR5基因的部分碱基缺失的选择因素是鼠疫和天花。欧洲从14世纪起，在其后的700年间，曾大流行过多次鼠疫（由鼠疫菌Yersinia pestis引起）和天花（由天花病毒variola major virus致病）。这两种传染病在当时的致死率是非常高的，大约30%的感染者死亡。天花频繁发生在10岁以下的儿童身上，致死率高达70%。嘎尔瓦尼等认为，曾在欧洲大流行过的鼠疫、天花这两种传染病是造成CCR5基因部分碱基缺失的选择因素。这个假说是否正确还有待证明。