基因突变与DNA损伤修复(I)

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1、第十二章基因突变与DNA损伤修复基因突变：单个基因内部所发生的改变导致生物体或细胞的基因型发生可遗传变化的过程称为基因突变。野生型及野生型等位基因：对可遗传的变异进行遗传分析时，通常将自然界大量存在的或是实验室中某一标准品系的性状作为“野生型”或“正常”的性状，与之相关的等位基因称为野生型等位基因，一般记为“+”，例a+、B+。突变等位基因：任何一种不同于野生型等位基因的基因称为突变等位基因。13.1基因突变的概念、类别及性质（1）碱基替换：一个碱基对被另一个碱基对代替。（2）碱基的增加或缺失一、基因的两种突变方式:

2、转换（transition）：嘌呤由嘌呤代替，嘧啶由嘧啶代替颠换（transvertion）：嘌呤由嘧啶代替，嘧啶由嘌呤代替二、突变的分子效应1）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。1基因编码区的突变2）错义突变:一个氨基酸的密码子被另一个氨基酸的密码子所取代。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

3、蛋白质的活性，不表现明显的性状变化，称为中性突变。3）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。4）移码突变：由于插入或缺失单个或几个（非3的倍数）碱基，从而改变了自突变位点到开放阅读框的终止密码子间的全部氨基酸序列。2基因非编码区的突变对基因的表达起到调控的作用。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。高等动植物10-5～10-8，细菌1

4、0-4～10-10，反应了物种的基因的相对稳定性。三、突变的性质③可逆性1)野生型基因突变型。2)回复突变率一般低于正突变率。3)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）。4)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。正向突变回复突变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

5、利突变少。eg.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。13.2.1碱基类似物（5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤）13.2点突变的诱变机制A.T→A.5-BU（酮式）→G.5-BU（烯醇式）→G.CA.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（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.

6、C→A.T。或：烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换；DNA链的断裂或交联。13.2.2碱基改变烷化剂的诱变作用主要是通过烷化作用改变基因的分子结构，从而造成基因突变。烷化作用：通过烷基置换其它分子氢原子的作用。16诱变原理：EMS、MMS等烷化剂都带有1个或多个活泼的烷基，这些烷基能够加入碱基的许多位置形成烷基化碱基，改变氢键的结合能力。鸟嘌呤O-6-乙基鸟嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶O-4-乙基胸腺嘧啶　　鸟嘌呤A＝TGCGCA＝Ta：给G添加甲基或乙基，作用像A与T配对，GC---AT。b：使G嘌呤烷化，烷化的G嘌呤

7、脱掉，在DAN链上留下一个缺口，引起移码突变。c：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。（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。（1）紫外线：使相邻的两个嘧啶碱基形成嘧啶二聚体。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。13.2.3碱基损伤（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。13.3自发突

8、变的机制1DNA复制错误(errorsofDNAreplication)a转换b颠换ATGCC移码突变：增加或减少一个或几个碱基对的突变，引起密码编组的移动。eg：HbWayne是138位UCC失去一个C，使α链的合成不在原来应该终止的地方停止，一直到146位合成精氨酸后才终止，从而使α链延长。d缺失和重复突变e插入突变（转座子）２自发损伤a脱