11 基因突变与dna损伤修复

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1、第十一章基因突变与DNA损伤修复第十一章基因突变与DNA损伤修复教学目的和要求：1.了解点突变的类型及其分子效应；2.掌握点突变的诱变机制；3.掌握基因突变的修复途径；4.理解基因突变的检测方法。教学重点和难点：【教学重点】点突变的类型及其分子效应；物理诱变与化学诱变的机制和特点；基因突变的修复途径。【教学难点】不同生物突变体的检测方法。教学内容：第一节点突变及其分子效应第二节点突变的诱变机制一．碱基类似物二．碱基改变三．碱基损伤四．基因的定点突变第三节自发突变与动态突变第四节DNA损伤修复机制一．光复活修复二．切除修复三．错配修复系统三．重

2、组修复四．SOS修复第五节基因突变的检测一．显性突变和隐性突变的表现特点二．植物形态突变的鉴定三．微生物中生化突变的鉴定四．果蝇中突变基因的检测第十一章基因突变与DNA损伤修复第一节点突变及其分子效应1、基因突变的概念及类别（1）概念基因突变（genemutation）:基因的核苷酸顺序或数目发生改变。仅涉及DNA分子中单个碱基的改变称点突变（pointmutation）。涉及多个碱基的还有缺失、重复和插入。突变体(mutant)：具有突变表型的细胞或个体。（2）突变类型①从突变的表型:形态突变：突变影响生物的形态结构。生化突变：突变影响生物

3、的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。致死突变：突变影响生物个体的生活力。分为显性致死和隐性致死。条件致死突变：在某一些条件下致死，而在另一些条件下成活的突变。②从对遗传信息的改变:同义突变:碱基序列的改变没有引起产物氨基酸序列的改变,与密码子的简并性有关。无义突变:某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子变成了终止密码子，使蛋白质合成提前终止，因而蛋白质产物一般是没有活性的。错义突变:碱基序列的改变引起了产物氨基酸序列的改变。有些错义突变严重影响蛋白质活性甚至完全无活性，从而影响了表现型。如果该基因是必须基因，则称为致死突变。有些错义

4、突变的产物仍有部分活性，使表型介于野生型与突变型之间的中间类型，称为渗漏突变。有些错义突变不影响或基本上不影响蛋白质的活性，不表现明显的性状变化，称为中性突变。③按其发生的原因:自发突变（spontaneousmutation）：在自然情况下发生的突变。诱发突变（inducedmutation）：人们有意识地利用物理、化学诱变因素引起的突变。E.coli不明显的损伤,需要特异性修复。2、基因突变的性质①随机性：可发生在体细胞和生殖细胞中。生殖细胞的突变频率高于体细胞。体细胞突变在显性或纯合状态才能表现，出现嵌合体。②稀有性：突变率是很低的。高

5、等动植物10-5～10-8，细菌10-4～10-10，反应了物种的基因的相对稳定性。第十一章基因突变与DNA损伤修复③可逆性野生型基因Û突变型。回复突变率一般低于正突变率。真正的回复突变很少发生。常被第二个位点的突变所抑制，抑制因子突变（suppressormutation）。回复突变的有无是区别基因突变与染色体缺失或重复的标志。④突变的多方向性和复等位基因同一基因可突变为多个等位基因。突变的基因可以再突变。这一系列的等位基因就叫做复等位基因。这是由于同一座位内的不同位点上的结构发生变化产生的。⑤突变的有害性和有利性。一般，有害突变多，有利突

6、变少。第二节点突变的诱变机制一．碱基类似物5-BU是胸腺嘧啶(T)的结构类似物，酮式结构易与A配对；烯醇式结构易与G配对。A.T→A.5-BU（酮式）→G.5-BU（烯醇式）→G.C↘A.5-BUG.C→A.T2-AP是腺嘌呤的类似物，既可与T配对，也可与C配对。A.T→2-AP.T→2-AP.C→G.CG.C→2-AP.C→2-AP.T→A.T二．碱基改变（1）烷化剂:甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍(NG)等。通过改变碱基结构使碱基错配。当G烷基化后可与T配对，导致碱基转换。G.C→A.T。或：烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换；DNA链的断

7、裂或交联。（2）嵌入剂eg.吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物，易造成移码突变。三．碱基损伤（1）紫外线：产生环丁烷嘧啶二聚体和6-4光产物。①双链间形成，阻碍DNA的复制。②同一链上相邻T间形成，阻碍碱基的正常配对和腺嘌呤的正常掺入，使复制在这个点上停止或错误进行，产生碱基顺序改变了的新链。（2）黄曲霉(B1)的作用使鸟嘌呤G脱落，SOS修复引入A,造成G.C→A.T。第十一章基因突变与DNA损伤修复四．基因的定点突变1）寡核苷酸诱导的基因定点突变将某基因克隆到载体上→人工合成含有突变位点的一对引物（突变位点位于引物中心附近，两端有足

8、够的序列足以互补配对）→PCR扩增→DpnⅠ酶切→将突变DNA转入受体→筛选重组子。2）双引物法将某基因克隆到载体上→人工合成一对互补的含有突变碱基的引物→在基因的