基因突变与dna的损伤修复.ppt

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1、第十一章基因突变与DNA的损伤修复第一节点突变及其分子效应一、点突变的类型1.碱基替换（1）转换（transition）：同类碱基替换（2）颠换（transversion）:不同类型碱基替换2.碱基的增加及缺失指1个碱基对的插入或删除二、点突变的分子效应同义突变(synonymousmutation)错义突变(missensemutation，silentmutation)无义突变(nonsensemutation)移码突变(frameshiftmutation)1.突变发生在基因编码区2.突变发生

2、在基因非编码区三、可逆转的突变效应回复突变（backmutation或反向突变reversemutation）：正向突变（forwardmutation）：功能丧失的突变（lossoffunctionmutation）：突变的结果造成蛋白的活性减弱或消除。获得功能的突变（gainoffunctionmutation）：突变赋予了蛋白质异常的活性，并可产生新的表型。第二节点突变的诱变机制诱变剂诱发基因突变的作用机制：取代DNA中的一个碱基；改变一个碱基使之在DNA复制中发生错配；破坏一个碱基使其在正常

3、情况下不能与任何碱基配对一、碱基类似物5-溴尿嘧啶（BU）和5—溴脱氧尿苷（BrdU）是胸腺嘧啶（T）的结构类似物。BU有两种异构体：酮式与A配对；烯醇式与G配对2-氨基嘌呤（2-aminopurine，2-AP）即可作为腺嘌呤类似物与胸腺嘧啶配对，当发生质子化后它又可以与胞嘧啶发生错配。二、碱基改变1.烷化剂，能够转移到其他分子的电子密度较高的位置上，并置换其中的氢原子，使其成为高度不稳定的物质；或者烷基在鸟嘌呤N位上活化β-糖苷键而引起断裂。2.嵌入剂嵌入到DNA双链核心堆积的碱基对之间，或嵌入

4、单链的DNA的碱基对之间，在嵌入的位置上能引起单个碱基对的插入或缺失突变。三、碱基损伤1.紫外线（ultraviolet，UV）使DNA产生很多光生成物；引起缺失、重复和移码突变。2.黄曲霉素B1（aflatoxinB1，AFB1）AFB1在鸟嘌呤N7位置上形成一个加成复合物，导致碱基和糖之间的糖苷键断裂，因此释放碱基产生无嘌呤位点。四、基因的定点突变基因的定点突变（sitespecificmutagenesisofgene）是指按照人们的意愿对基因的编码区和表达调控区（包括启动子区）定向进行缺失、

5、插入或碱基替换等过程。寡核苷酸诱导的基因定点突变将某基因克隆到质粒载体中，人工合成含有突变位点的一对引物，使该突变位点位于引物中心附近，两端有足够的序列以保证其互补配对，进行PCR扩增；经DpnI酶切DNA；将突变DNA转入受体，筛选重组子即可得到特定位点发生突变的基因。双引物法将克隆到任一质粒上的某基因的特定位点，设计两个互补的含有突变碱基的引物，该引物应有足够的长度，以保证与该突变位点对应的质粒DNA配对，在基因的上游和下游各设计一个引物，分别与突变位置处的一个引物进行PCR扩增，两个PCR扩增

6、产物混合，延伸后就可获得有特定位点图变得基因第三节自发突变自发突变（spontaeousmutation）：在无人工干预的条件下，自然发生的基因突变。一、自发突变的基本特征：具有不定向，随机发生的特征。只有选择才是定向的，群体中某基因的定向改变是由特定的选择因素的作用造成的，并非生物体的定向编译的结果。二、自发突变的机制1.自发损伤(spontaneouslesions)脱嘌呤碱基和脱氧糖苷键受到破坏，从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来。脱氨基胞嘧啶脱氨基后变成尿嘧啶产生G—C→A—T

7、的转换2.碱基的氧化损伤活性氧化物，如超氧自由基、过氧化氢和羟自由基都被认为是正常有氧代谢的副产物，这些副产物对DNA产生氧化损伤，不仅能对DNA的前体造成氧化性损伤，从而引起突变，而且会引发多种人类疾病。3.DNA复制错误DNA合成过程中出现碱基错配而引起了碱基替换。在自然界中存在的放射性同位素，宇宙射线，紫外线等物理化学因素温度的剧烈变化和极端的温度基因结构的特殊性重复序列4.其他可能的机制三、诱发突变与人类的癌症黄曲霉素（AFB1）引起肝癌；紫外线（UV）照射会导致皮肤癌；肿瘤抑制基因：是一种

8、编码抑制肿瘤形成的蛋白基因。肿瘤抑制基因发生突变则会致癌。如P53基因。AFB1特异性诱导G→T颠换，引起P53发生突变；UV诱导5′-TC-3′二聚体处产生C→T转换，引起P53突变。第五节DNA损伤修复机制光复活(photoreactivation)修复是专一地针对紫外线引起的DNA损伤而形成的嘧啶二聚体在损伤部位就地修复的修复途径。光复活作用是在可见光（300-600nm）的活化之下，有光复活（photoreactivatingenzyme,PR酶）催化嘧啶二聚