突变是生物体脱氧核糖核酸序列的持久改变。它可能影响单个核苷酸、基因的一段序列，或染色体上更大的区域。突变可由复制错误、接触损伤DNA的因素以及其他过程引起。其影响既可能是无法察觉的变化，也可能是生物功能的显著改变。发生在生殖细胞谱系中的突变可以遗传，而仅存在于体细胞中的突变通常不能遗传。突变是生物变异的基本来源，也是遗传学和进化研究的重要内容。(genome.gov)
起源与分子机制
在DNA复制过程中，复制遗传物质的分子机制可能掺入错误的核苷酸，或增加、遗漏碱基。DNA聚合酶具有校对机制，DNA修复系统则会纠正许多残留的错误。如果某个错误未被纠正，并在后续复制中固定下来，就会形成突变。DNA也会发生自发的化学变化，例如碱基丢失或修饰，这些变化可能导致序列改变。(ncbi.nlm.nih.gov)
使突变率升高的外部因素称为诱变剂，包括紫外线、电离辐射和某些化学物质。它们可能修饰碱基、干扰复制，或使DNA链断裂。DNA损伤本身并不等同于突变：损伤可能得到准确修复，而不准确的复制或修复则可能将损伤转化为持久的序列改变。转座元件的移动也可能打断基因或改变周围的序列。(ncbi.nlm.nih.gov)
突变类型
突变可按DNA本身的变化分类，也可按其对基因功能的影响分类。这些分类可以相互重叠：例如，插入也可能导致移码。主要的序列变化包括：
- **替换：**一个核苷酸被另一个核苷酸取代。
- **插入与缺失：**核苷酸的增加或丢失，范围可从单个碱基到大片段DNA。
- **重复：**某段序列被复制，产生额外的拷贝。
- **倒位：**一段DNA的方向发生颠倒。
- **重复序列扩增：**某段短重复序列的拷贝数增加。(medlineplus.gov)
在蛋白质编码序列中，替换可能是同义突变，即编码的氨基酸保持不变；也可能是错义突变，即一种氨基酸被另一种氨基酸取代；还可能是无义突变，即引入提前终止的信号。由于一个密码子由三个核苷酸组成，插入或缺失的长度若不是三的倍数，就会使阅读框发生移位。这类移码会改变下游用于合成蛋白质的编码信息，并且常常引入提前终止的信号。这些术语描述的是分子层面的后果，并不意味着一定会对生物体产生某种特定影响。(ncbi.nlm.nih.gov)
遗传与细胞分布
生殖系突变发生在卵细胞、精子或其前体细胞谱系中，可以传递给后代。体细胞突变发生在身体的某个细胞中，可通过细胞分裂传递给其子代细胞，但通常不会遗传给子女。通过受精遗传而来的变异，通常存在于由此发育而成的个体的几乎所有细胞中。(medlineplus.gov)
新生突变是指在子代中新发现的突变，而不是从父母任一方所取样的体细胞中可检测到的变异遗传而来。它可能起源于父母一方的生殖细胞，也可能发生于胚胎发育早期。受精后发生的突变可能产生嵌合现象，即遗传上不同的细胞群共存于同一个体内。这些细胞群的分布部分取决于变化发生的时间，以及携带该变化的细胞谱系。生殖系嵌合可使大多数体细胞中不携带某一变异的父母将该变异传递给子女。(medlineplus.gov)
功能影响
许多突变不会引起疾病。有些不改变蛋白质的功能；另一些发生在尚未确定该变化具有功能影响的区域。反之，微小的序列变化也可能显著影响某项重要的生物过程。其结果取决于变化的位置和性质、受影响序列的作用，以及更广泛的生物学背景。(medlineplus.gov)
突变即使不改变蛋白质的氨基酸序列，也可能产生重要影响。调控性DNA的变化可以改变基因表达，使某个基因在不同的组织或不同的时间被激活，或改变蛋白质的产量。其他非编码序列则编码参与调控或蛋白质组装的功能性RNA分子。因此，这些区域的改变即使不直接改变蛋白质编码序列，也可能影响细胞功能。(medlineplus.gov)
在癌症中，某些突变会影响调控细胞分裂、抑制肿瘤或修复DNA的基因，从而促成异常生长。促进癌症发生发展的改变称为驱动性改变。要将这些改变与伴随出现的乘客突变区分开来，需要有关其生物学效应的证据；仅仅在肿瘤中发现某个突变，并不能确定它具有致癌的因果作用。(cancer.gov)
进化意义
突变产生新的遗传变异，包括新的等位基因，从而增加遗传多样性。自然选择可提高某些可遗传变异的频率，这些变异能在特定环境中提高繁殖成功率。其他变异则可能是中性的或有害的，同一种改变在不同环境条件下也可能产生不同的后果。突变提供变异，而选择影响哪些变异会变得更常见。(medlineplus.gov)
遗传漂变也可通过随机作用改变等位基因频率，有时会使一种新变异消失，有时则会使没有适应性优势的变异变得常见。镰状细胞病是遗传与选择相互作用的一个例子：携带一份相关的变异HBB等位基因可提供一定的抗疟疾保护，而携带两份则会导致疾病。这有助于解释该等位基因为何能在一些受疟疾影响的人群中持续存在。(genome.gov)
检测与解读
DNA测序可确定核苷酸的排列顺序，并通过比较揭示序列差异。不过，检测到差异与确定其功能意义是两回事。在临床使用中，通常更倾向于使用“变异”而非“突变”，因为前者不暗示疾病。“意义未明的变异”是指已经检测到、但现有证据尚不足以确定其致病性或良性的变化。(genome.gov)