《突变和重组的机理》PPT课件

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1、遗传学作者：帕尔哈哈提第十二章突变和重组机理第一节突变的分子基础1第二节重组的分子基础2第三节转座遗传因子3第四节DNA损伤的修复4www.kstc.edu.cn第一节突变的分子基础Watson和Crick关于DNA的结构和复制的模型牢固地确立后，很清楚，基因突变是由于DNA分子中核苷酸顺序的改变，随而基因作用改变，最后导致个体表型的改变。我们现在认识到，至少有两种突变方式可以改变基因的信息内容。www.kstc.edu.cn①碱基替换：一个碱基对被另一碱基对代替。www.kstc.edu.cn②移码突变：增加或减少

2、一个或几个碱基对。www.kstc.edu.cn可以引起基因突变的理化因素很多。不过在诱变机理方面了解比较清楚的，还是化学诱变剂。已知有诱变作用的化学品的种类很多，而且这张单子还不断延长。我们现在就以几类不同的化学物质为例，分别说明碱基替换和移码突变的两种基因突变方式。www.kstc.edu.cn碱基类似物的诱发突变一种化合物的分子结构很像天然化合物，所以在某个化学反应中取代了天然化合物。碱基类似物（baseanalogues）在这类化合物中是最早受到注意的，因为其中少数可以在DNA复制中代替这种或那种天然碱基，引

3、起配对错误，从而由一碱基对代替另一不同碱基对。www.kstc.edu.cnwww.kstc.edu.cnwww.kstc.edu.cn碱基替换时，嘌呤由嘌呤代替，嘧啶由嘧啶代替，叫做转换。嘌呤为嘧啶代替，嘧啶为嘌呤代替，叫做颠换。5-溴尿嘧啶引起的碱基替换是转换。www.kstc.edu.cn改变DNA化学结构的诱变剂碱基类似物是诱变剂，因为它们取代复制中DNA的一个正常碱基；其它诱变剂，如亚硝酸，烷化剂，它们的作用是改变核酸中的核苷酸化学组成，所以它们的作用跟DNA的复制无关。（1）亚硝酸（HNO2）这是一种很有

4、效的诱变剂，已知可以引起很多生物的突变，如烟草花叶病病毒，T2，T4，E．coli等。www.kstc.edu.cn已知亚硝酸有氧化脱氨作用，它使腺嘌呤（A）脱去氨基，成为次黄嘌呤（H），使胞嘧啶（C）脱去氨基，成为尿嘧啶（U）（图12-4），使鸟嘌呤脱去氨基，成为黄嘌呤。脱氨后生成的次黄嘌呤跟胞嘧啶配对，脱氨后生成的尿嘧啶跟腺嘌呤配对。在下一次DNA复制时，胞嘧啶（C）又按一般情况跟鸟嘌呤（G）配对，腺嘌呤（A）也按通常情况跟胸腺嘧啶（T）配对，这样就由原来的A－T转换为G—C，由原来的G—C转换为A—T，使DNA

5、分子中核苷酸排列次序发生变化。但脱氨后生成的黄嘌呤不能跟其它任何碱基配对，所以这种改变可能对细胞是致死的。www.kstc.edu.cn用亚硝酸处理大肠杆菌的碱性磷酸酶缺陷株，得到能够产生这种酶的回复株。分析回复株所产生的碱性磷酸酶的氨基酸顺序，并参照遗传密码，知道亚硝酸使这个缺陷型回复为原养型的作用主要是由于A－T转换为G－C。www.kstc.edu.cn（2）烷化剂烷化剂对很多生物有诱变作用，这些生物包括噬菌体，细菌，链孢霉，蚕豆和果蝇等。烷化剂包括的种类很多，其中有最早发现的化学诱变剂——芥子气，还有在工业上

6、广泛应用的硫酸二乙酯，亚硝基胍等。烷化剂诱发突变的机理目前还不十分清楚，它可能通过几种不同途径，引起突变：①给鸟嘌呤添加甲基或乙基，使它的作用象腺嘌呤，所以可跟胸腺嘧啶配对，产生配对误差（图12-5），②使鸟嘌呤烷化，烷化的鸟嘌呤脱掉，造成脱嘌呤作用，在DNA链上留下一个缺口，影响DNA的复制，或使核苷酸顺序缩短，引起移码突变。③同一DNA分子或不同DNA分子间的两链间形成交键，使一个或几个核苷酸丢失或切除。www.kstc.edu.cnwww.kstc.edu.cn注意！！！！！！！烷化剂是重要的，因为它们在工业上

7、广泛地应用，可造成环境污染。很多烷化剂不仅是有毒的，而且可以诱变和致癌，所以不小心散逸出去，会对使用者和附近群众造成危害，这是应该多多注意的。www.kstc.edu.cn结合到DNA分子上的化合物吖啶类是很重要的一类诱变剂，因为这类药物能使在细胞内生长中的病毒出现移码突变。所谓移码突变就是由于DNA分子的某一位置上一对或二对核苷酸的缺失或插入而造成的遗传密码的移位。由于遗传密码以3个核苷酸为一组而且是连续的，所以在缺失或插入核苷酸以后的密码都成为错误密码，都将转译为不正常的氨基酸，甚而提早终止。这种突变型称为移码突

8、变型。例如一个正常基因的密码编组是……UUU，AAA，UUU，……，当增加一个A时，就使编码顺序改变，成为……AUU，UAA，AUU，U……，这样就要引起基因突变。相反的，失去一个核苷酸对，将引起同样的遗传后果（图12-6）。www.kstc.edu.cnwww.kstc.edu.cn双链DNA上的遗传信息（核苷酸顺序，有时单称碱基顺序）先传递