I型胶原基因变异性疾病 单个碱基的取代是突变的主要形式，最常发生的是COL1A1或COL1A2上甘氨酸的密码子被其他氨基酸的密码子所取代，而甘氨酸是三股螺旋中每条α链上的最本质的氨基酸。当其被取代时，就会导致疾病的发生。除取代单个碱基外，其他突变还包括插入、缺失、DNA剪接缺陷及COL1A1无效等位基因的出现。
每个成骨不全的家族有自己固定的缺陷，但也有人报道，曾在不同的家族出现了同一突变，而同一家族中也可出现Ⅰ型胶原基因的不同突变。如果由于缺陷链的存在影响了三股螺旋的折叠，那么未折叠的分子将在纤维母细胞内发生堆积，然后被降解。如果缺陷的α链已经形成了三股螺旋，螺旋中缺陷的分子可以扭曲，进而妨碍正常胶原纤维的形成，影响纤维的形态。
由于Ⅰ型胶原分子有2条α1（Ⅰ）链和1条α2（Ⅰ）链，因此发生在α2（Ⅰ）链COL1A2的突变要比发生在α1（Ⅰ）链COL1A1相类似突变的后果温和。α链上甘氨酸被替代的位置以及其他突变发生的位置在很大程度上决定着突变的后果。
由于三股螺旋结构的形成是从C端朝向N端，因此在多数情况下靠近三股螺旋片段C末端的突变，比发生在N端附近的突变更为严重。 Ehlers2Dahlos综合征（EDS）是Ⅰ型胶原基因突变和（或）胶原合成酶活性缺陷导致的疾病，临床分10个亚型。其特征是关节伸展过度，皮肤变薄、脆弱、弹性差，并有其他结缔组织受损的表现，可出现不同部位的憩室或腹股沟疝等。
EDSⅦA和ⅦB型是COL1A1（ⅦA型）或COL1A2（ⅦB型）突变，是由于I型前胶原分子中前α1（Ⅰ）或前α2（Ⅰ）mRNA在加工过程中外显子6或外显子6的一部分出现跳跃。外显子6编码的序列包括前胶原N2蛋白酶作用的断裂部位。因此，外显子6的突变能阻止N端前多肽的断裂，使I型胶原丧失正常结构，出现一系列临床症状。
EDSⅦC型是由于N2蛋白酶活性的缺陷而阻断了Ⅰ型前胶原裂解过程。 以指（跖）细长、晶体脱位和心血管系统异常（以主动脉病变最多见，严重时可出现夹层动脉瘤）为其主要特征的Marfan综合征是由于α2（Ⅰ）链2Gly2X2Y三联体中精氨酸在Y的位置上代替了谷氨酸[1]。
骨质疏松症是骨生成缺陷的一种类型，也是I型胶原基因突变性疾病。骨生成缺陷的临床分型变异很大，有的在出生前后发生死亡，有的患者临床表现则极其轻微。因此，在临床上很难将骨生成缺陷患者从有骨质疏松症和骨折史的家族中筛选出来。
第一个证明骨质疏松患者Ⅰ型胶原基因突变的证据是1位来自有隐性遗传的骨生成缺陷患者的父母，前α2（Ⅰ）链C端多肽的COL1A2基因密码序列有4bp缺陷，这4bp的缺陷改变了前多肽最后33个氨基酸的结构。患者的父母是第三代表兄妹突变杂合携带者，患者从父母遗传了同样的缺陷。其父母没有任何骨生成缺陷的临床表现，但是两者都有早期出现（30岁左右）骨质疏松的X线证据。
Spotila等[2]于1991年发现某些出现骨质疏松的患者有氨基酸替代突变，α2（Ⅰ）链三股螺旋片段中619位氨基酸位置上的甘氨酸被丝氨酸所替代，或α1（Ⅰ）链三股螺旋结构的第43位甘氨酸被半胱氨酸所替代。此外，Ⅰ型胶原突变导致骨质疏松的其他例子还有COL1A2内含子9中11bp缺失，使α2（Ⅰ）mRNA在形成过程中出现外显子9的跳跃现象。α1（Ⅰ）链三股螺旋片段19位甘氨酸被半胱氨酸替代的患者也可出现关节过度伸展，还可出现脊椎骨质疏松、脊柱侧凸以及强直性脊柱炎。X或Y位置上的取代要比甘氨酸位置上被取代的后果温和得多，常常不引起骨生成缺陷，而仅仅是引起骨生成减少及骨质疏松等。
