基因突变与DNA损伤修复(II)

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1、第十三章基因突变学习要点：1.基因突变的相关概念2.基因突变的分子基础3.突变的修复机制4.突变的检测5.突变的遗传学效应思考三大问题1突变是如何发生的(机理),突变的后果(修复机理)2如何防止突变3如何利用突变第一节基因突变的相关概念一、突变的概念突变(mutation):基因结构的改变，导致表型的改变的变化突变体(mutant)：具有突变表型的细胞或个体正向突变(forwardmutation)：偏离野生型性状的突变反向突变(backmutation)：由偏离的性状回复为野生型性状的突变自发突变(spontaneousmutation)：在自然条件下产生的

2、突变诱发突变(inducedmutation）：机体在诱发环境下产生的突变生化突变(biochemicalmutation）：使机体的代谢过程发生改变或丧失的突变无效突变(nullmutaion)：完全丧失原有基因功能的突变渗漏突变(leakymutation)：部分丧失原有基因功能的突变致死突变(lethalmutation)：影响生物体的生活力，导致个体死亡的突变条件致死突变(conditionallethalmutation)：在给定的某种条件下可以存活，如果缺少这种条件就会致死的突变二、突变类型1.突变发生的细胞类型体细胞突变(somaticmutat

3、ion)Clone：无性繁殖。生殖细胞突变(germinalmutation)2.突变的表型(1)形态突变morphologicalmutaion(2)生化突变biochemicalmutaion(3)失去功能突变loss-of-functionmutation(4)获得功能突变gain-of-functionmutation(5)致死突变lethalmutaion(6)条件致死突变conditionallethalmutaion三、突变的性质1.稀有性2.可逆性3.多向性（随机性）第二节基因突变的分子基础一、自发突变(spontaneousmutation)

4、自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。1.DNA复制错误(errorsofDNAreplication)DNA碱基有互变异构体，造成DNA复制过程中的DNA错配。ⅰ转换：Purine→Pu;或者Pyrimidine→Pyⅱ颠换：Pu→Py;或者Py→Puⅲ移码突变：增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。返回ⅳ缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如E.coli乳糖发酵调节基因lacⅠ中四碱基重复序列。野生型:5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’突变型FS5:5‘-TGGCTGGCTGGCTGGC-3’突变型FS2:5‘-GTCTGGCTGG

5、C-3’2.DNA损伤（lesions）ⅰ脱嘌呤由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来.ⅱ脱氨基C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,：AAT→→→H-T→→→H-C→→→H-C↘→A-T↘→G-CBGC→→→G-U→→→A-U→→→A-U↘→G-C↘→A-T造成转换ⅲ氧化损伤（oxidativelesions）:O2-OH-H2O2可对DNA造成损伤二、诱发突变（inducedmutaion）多种理化因素都可以诱导DNA的突变1.诱变机制ⅰ碱基类似物eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的结构类似物，酮式结构易

6、与A配对；烯醇式结构易与G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A类似物)、5-氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。ⅱ特异性错配eg.烷化剂:甲基磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍(NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。如：G-C;当G烷基化后可与T配对，导致碱基转换。或者烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变ⅲ嵌合剂的致突作用eg..吖啶类染料: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。ⅳ辐射诱导效应(1)紫外线UV:形成嘧啶二聚体，如T二聚体，①同一条单链内，影响复制时与A的配对，使复制中止；②双链之间，影响双链变性，并影响复制。重复、缺失、

7、移码突变(2)电离辐射：如X-ray、可引起碱基的降解或脱落，A变成H;C变成T，出现转换。物理——物理化学——生物化学——大分子损伤ⅴ黄曲霉的作用使鸟嘌呤G脱落，SOS修复引入A,造成突变。2.碱基替换的遗传效应(ⅰ)同义突变（samesensemutation）不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关.如GAU/GAC—Asp.(ⅱ)错义突变（missensemutation）碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变.(ⅲ)无义突变（nonsensemutation）编码区的单碱基突变导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)的形成,使mRNA的翻译提前终止

8、,形成不完全的肽链.如镰刀型贫血症：血