突变和重组的分子机理

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1、第十二章突变和重组的分子机理Chapter12MolecularMechanismofMutationandRecombination§12-1MolecularBasisofMutationGenemutation:一个基因内DNA序列结构的改变。突变的类型:1.Spontaneous(自发的)mutation2.Induced(诱发的)mutation突变发生的部位:1.Gametic(配子的)mutation2.Somatic(体细胞的)mutation一、突变DNA改变的类型1.碱基替换（basesubstitution）2.移码突变（frameshift

2、mutation）：增加或减少一个或几个碱基对所造成的突变。3.大片段DNA的缺失和重复4.动态突变----转换（transition）：Purine(嘌呤)replacesanotherpurineORapyrimidine(嘧啶)replacesapyrimidine.----颠换（transversion）：Apurinesubstitutesapyrimidineandviceversa.1.碱基替换（Basesubstitution）碱基替换对遗传信息的影响同义突变（Samesensemutation）错义突变（Missensemutation）无义突变

3、（Nonsensemutation）中性突变（Neutralmutation）某基因一个碱基对的变化改变了mRNA中的一个密码子(如改变密码子的第三个核苷酸)，由于密码子的简并性，该密码子与原密码子编码同一种的氨基酸，产生的蛋白质仍为野生型功能。沉默突变（Silentmutation)同义突变（Samesensemutation）错义突变（Missensemutation）由于单个碱基替换导致肽链中的氨基酸发生改变。又例如：人的β-hemoglobin基因的第六个密码子GAA→GUA，导致β-hemoglobin链的一个氨基酸替换（Glu→Val），若该个体是突变

4、的纯合子，他将是镰刀形贫血病患者，HbA→Hbs。镰刀形贫血病的氨基酸变化无义突变（Nonsensemutation）由于某一碱基被替换后，原来编码某一氨基酸的密码子突变成为终止密码子（UAG、UAA或UGA），从而造成蛋白质尚未全部合成就终止了翻译，形成无功能的多肽链。。Bothlysineandargininearebasicinnatureandfunctioninasimilarmanner.基因中一个碱基对的变化改变mRNA的一个密码子，产生氨基酸的替换，但不影响蛋白质的功能。中性突变（neutralmutation）ATGCCCGAAGTGTACGGG

5、CTTCACMetProGluValATGCTCCGAAGTGTACGAGGCTTCACMetValArgSerframeshiftmutation(阅读框架发生改变)2.移码突变（frameshiftmutation）Resultsfrominsertionordeletionofoneortwonucleotide(s)inthegene—severeeffects.InsertionofGCbasepaircauseschangeineverycodonafterthisone.Frameshiftmutationsusuallycauseashiftint

6、hereadingframeandusuallycausemuchchangeintheprotein.在人类基因组中有大量的重复序列，其中不少是微卫星DNA（microsatelliteDNA）或称简单串联重复序列，如(TA)n,(CGG)n当这些重复序列靠近基因或位于基因中时，其拷贝数的变异可引起人类遗传病。由于这类变异只是重复单位的拷贝数发生变化，与前面介绍的突变方式不同，故称为动态突变。这些重复序列在每次减数分裂过程中均发生变化，是一种遗传不稳定单位(geneticinstability)。关于导致三核苷酸拷贝数扩增的原因，目前有一些假说，如复制滑动说等，

7、但都有待研究证实。4.动态突变（dynamicmutation）动态突变与人类遗传病疾病名称重复核苷酸组成及影响的核苷酸重复位置正常重复次数（n）致病重复次数（n）亨廷顿舞蹈症(HD)(CAG)n(谷氨酰胺)第一外显子6-3536-121脊髓及肌球萎缩(SMA)(CAG)n(谷氨酰胺)第一外显子11-3340-62脆性X综合征(FRAXA)(CGG)n(精氨酸)5′-UTR6-5960-230以上肌强直性营养不良症(DM1)(CTG)n(亮氨酸)3′-UTR5-3750-3000二、诱变(InducedMutations)的机制Mutagens(诱变剂)Physi

8、calmu