基因突變與DNA損傷修復.ppt

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1、13基因突變與DNA損傷修復要點：1.基因突變的相關(guān)概念、類型2.基因突變的機制3.基因突變的修復機制4.基因突變的檢測基因突變（genemutation）:基因的核苷酸順序或數(shù)目發(fā)生改變。僅涉及DNA分子中單個堿基的改變稱點突變（pointmutation）。涉及多個堿基的還有缺失、重復和插入。突變體(mutant)：具有突變表型的細胞或個體。13.1基因突變的概念、類別及性質(zhì)（1）概念①從突變的表型:1）形態(tài)突變：突變影響生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。2）生化突變：突變影響生物的代謝過程，導致一個特定生化功能的改變

2、或喪失。3）致死突變：突變影響生物個體的生活力。分為顯性致死和隱性致死。4）條件致死突變：在某一些條件下致死，而在另一些條件下成活的突變。（2）突變類型②從對遺傳信息的改變:1）同義突變:堿基序列的改變沒有引起產(chǎn)物氨基酸序列的改變,與密碼子的簡并性有關(guān)。2）無義突變:某個堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子變成了終止密碼子，使蛋白質(zhì)合成提前終止，因而蛋白質(zhì)產(chǎn)物一般是沒有活性的。3）錯義突變:堿基序列的改變引起了產(chǎn)物氨基酸序列的改變。有些錯義突變嚴重影響蛋白質(zhì)活性甚至完全無活性，從而影響了表現(xiàn)型。如果該基因是

3、必須基因，則稱為致死突變。有些錯義突變的產(chǎn)物仍有部分活性，使表型介于野生型與突變型之間的中間類型，稱為滲漏突變。有些錯義突變不影響或基本上不影響蛋白質(zhì)的活性，不表現(xiàn)明顯的性狀變化，稱為中性突變。③按其發(fā)生的原因:1)自發(fā)突變（spontaneousmutation）：在自然情況下發(fā)生的突變。2)誘發(fā)突變（inducedmutation）：人們有意識地利用物理、化學誘變因素引起的突變。①隨機性：可發(fā)生在體細胞和生殖細胞中。生殖細胞的突變頻率高于體細胞。體細胞突變在顯性或純合狀態(tài)才能表現(xiàn)，出現(xiàn)嵌合體。②稀有

4、性：突變率是很低的。高等動植物10-5～10-8，細菌10-4～10-10，反應(yīng)了物種的基因的相對穩(wěn)定性。（3）突變的性質(zhì)③可逆性1)野生型基因突變型。2)回復突變率一般低于正突變率。3)真正的回復突變很少發(fā)生。常被第二個位點的突變所抑制，抑制因子突變（suppressormutation）。4)回復突變的有無是區(qū)別基因突變與染色體缺失或重復的標志。正突變回復突變④突變的多方向性和復等位基因同一基因可突變?yōu)槎鄠€等位基因。突變的基因可以再突變。這一系列的等位基因就叫做復等位基因。這是由于同一座位內(nèi)的不

5、同位點上的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化產(chǎn)生的。⑤突變的有害性和有利性。一般，有害突變多，有利突變少。eg.5-BU是胸腺嘧啶(T)的結(jié)構(gòu)類似物，酮式結(jié)構(gòu)易與A配對；烯醇式結(jié)構(gòu)易與G配對。13.2.1堿基類似物13.2點突變的誘變機制A.T→A.5-BU（酮式）→G.5-BU（烯醇式）→G.CA.5-BUG.C→A.T2-AP是腺嘌呤的類似物，既可與T配對，也可與C配對。A.T→2-AP.T→2-AP.C→G.CG.C→2-AP.C→2-AP.T→A.T（1）烷化劑:甲磺酸乙酯(EMS)、亞硝基胍(NG)等。通過改變堿基結(jié)

6、構(gòu)使堿基錯配。當G烷基化后可與T配對，導致堿基轉(zhuǎn)換。G.C→A.T?；颍和榛瘎┦灌堰拭撀洌斐赊D(zhuǎn)換、顛換；DNA鏈的斷裂或交聯(lián)。13.2.2堿基改變（2）嵌入劑eg.吖啶橙、吖啶黃素、原黃素等堿基對的類似物，易造成移碼突變。（1）紫外線：產(chǎn)生環(huán)丁烷嘧啶二聚體和6-4光產(chǎn)物。①雙鏈間形成，阻礙DNA的復制。②同一鏈上相鄰T間形成，阻礙堿基的正常配對和腺嘌呤的正常摻入，使復制在這個點上停止或錯誤進行，產(chǎn)生堿基順序改變了的新鏈。13.2.3堿基損傷（2）黃曲霉(B1)的作用使鳥嘌呤G脫落，SOS修復引入A,造成

7、G.C→A.T。13.2.4基因的定點突變1）寡核苷酸誘導的基因定點突變將某基因克隆到載體上→人工合成含有突變位點的一對引物（突變位點位于引物中心附近，兩端有足夠的序列足以互補配對）→PCR擴增→DpnⅠ酶切→將突變DNA轉(zhuǎn)入受體→篩選重組子。2）雙引物法將某基因克隆到載體上→人工合成一對互補的含有突變堿基的引物→在基因的上游和下游各設(shè)計一個引物，分別與突變位置處的一個引物進行PCR擴增→兩個PCR產(chǎn)物混合→延伸后就可獲得有特定位點突變的基因。13.3自發(fā)突變的機制1DNA復制錯誤(errorsofDNA

8、replication)a轉(zhuǎn)換b顛換ATGCC移碼突變：增加或減少一個或幾個堿基對的突變，引起密碼編組的移動。eg：HbWayne是138位UCC失去一個C，使α鏈的合成不在原來應(yīng)該終止的地方停止，一直到146位合成精氨酸后才終止，從而使α鏈延長。d缺失和重復突變e插入突變（轉(zhuǎn)座子）２自發(fā)損傷a脫嘌呤：堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受到破壞，從而引起一個鳥嘌呤或腺嘌呤從DNA分子上脫落下來。b脫氨基：如胞嘧啶Ｃ脫氨基后變成尿嘧啶Ｕ。