第三章 基因突变.ppt

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1、第三章基因突变第一节突变的概念和类型第二节突变的分子机制和效应第三节突变体的形成第四节基因符号的命名系统主要内容第一节突变的概念和类型突变（Mutation）:是指DNA特定部位上核苷酸序列变化，致使蛋白质结构的改变，最后导致个体表型的不同。广义的突变可以分三类：基因突变染色体畸变染色体组变突变的类型突变T组变插入:自发突变和诱发突变:自发突变(spontaneousmutation)：指在自然状态下基因发生的突变。诱发突变(inducedmutation)：人为用诱变剂去处理微生物而引起的突变。所有能诱发基因突变的因子，称为诱变剂(mutagen)。诱变剂往往同时也具有致癌作用，也是一

2、种致癌物(carcinogen)。每个细胞在每一世代中发生某一性状突变的概率称为突变率(Mutationratio)，自发突变率一般在10-9~10-6之间。诱发突变可使突变率提高10~100倍。增变基因（mutatotgene）生物体内有些基因与整个基因组的突变率直接相关，当这些基因发生突变时，整个基因组的突变率明显上升。1.DNA聚合酶的各个基因。如DNA聚合酶的3’-5’校对功能丧失或下降，则突变率上升且随机分布。2.Dam基因。它们的突变使修复系统功能丧失，也可引起突变率上升。第二节突变的分子机制和效应1.碱基置换一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换。凡是一个嘌呤(pu

3、rine)被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）；凡是一个嘌呤被另一个嘧啶所取代或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代的置换称为颠换（transversion）。一、点突变的分子机制和效应DNA复制时，碱基互变异构体导致碱基置换酮式←→烯醇式碱基的脱嘌呤或脱氨基作用脱嘌呤：空位随机插入碱基，引起突变。脱氨基：如5mC→T5mC:GT:A突变热点（hotspotsofmutation）DNA分子上的各个部分有着不同的突变频率，某些突变频率大大高于平均数的部位就称为突变热点。形成突变热点的原因仍未明了。有人认为是5-甲基胞嘧啶（MeC）的存在，MeC脱

4、氨氧化后生成T，引起5-MeC-G→T-A转换；短的连续重复顺序处容易发生插入或缺失突变；有的与突变剂种类有关，如DNA顺序中某个碱基对突变剂更敏感，有的则相反。碱基置换导致核苷酸顺序的改变，对多肽链中氨基酸顺序的影响，有下列几种类型：①同义突变由于密码子具有兼并性，因此，单个碱基置换后使mRNA上改变后的密码子与改变前所编码的氨基酸一样，肽链中出现同一氨基酸。GCGGCACGCCGU精氨酸例如②错义突变是指DNA分子中的核苷酸置换后改变了mRNA上遗传密码，从而导致合成的多肽链中一个氨基酸被另一氨基酸所取代，这种情况称为错义突变（missensemutation）。此时，在该氨基酸前后

5、的氨基酸不改变。GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）例如错义突变结果产生异常蛋白质和酶。如果错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，可不表现出明显的表型效应，这种突变可称为中性突变（neutralmutation）。如果错义突变置换了酶活性中心的氨基酸，因而合成了没有活性的酶蛋白，但有时还具有蛋白质抗原性，其所产生的抗体可与正常蛋白质发生交叉反应。可用于制备基因工程疫苗。③无义突变当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、UGA）时，多肽链将提前终止合成，所产生的蛋白质（或酶）大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无义突变。因此翻译便到此为止，使

6、肽链缩短。无义突变如果发生在靠近3’-末端处，它所产生的多肽链常有一定的活性，表现为渗漏型，这类多肽多半具有野生型多肽链的抗原特异性。④终止密码突变当DNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨基酸的密码子时，多肽链的合成将继续进行下去，肽链延长直到遇到下一个终止密码子时方停止，因而形成了延长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变（terminationcodonmutation），这也是种延长突变（elongtionmutation）⑤抑制基因突变当基因内部不同位置上的不同碱基发生两次突变，其中一次抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制基因突变（suppressorgenemuta

7、tion）。例如HbHarlem是β链第6位谷氨酸变成缬氨酸，第73位天冬氨酸变成天冬酰胺；如果单纯β6谷氨酸→缬氨酸，则可产生HbS病，往往造成死亡。但HbHarlem临床表现却较轻，即β73的突变抑制了β6突变的有害效应。ABab2.移码突变移码突变（frame-shiftmutation）是指DNA链上插入或丢失1个、2个甚至多个碱基，导致在插入或丢失碱基部位以后的编码都发生了相应改变。如果在DNA链的密码子之间插入或丢失一个