第09章基因突变.ppt

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1、第九章基因突变Gene Mutation,基因突变(gene mutation)：染色体上某一基因位点内部发生化学性质的变化，由一种等位形式变成另一种等位形式,突变的稀有性正常情况下，突变率往往是很低的突变的可逆性回复突变率显著低于正向突变率突变的多方向性形成复等位基因突变的平行性亲缘关系相近的物种往往发生相似的基因突变,基因突变的一般特征,9.1 基因突变的类型,自发突变(Spontaneous mut.)和诱发突变(Induced mut.)体细胞突变(Somatic mut.)和性细胞突变(Gametic mut.)根据突变后的表型改变可分为：形态突变(Morphological mut

2、.)生化突变(Biochemical mut.)失去功能突变(Loss-of-function mut.)获得功能突变(Gain-of-function mut.)致死突变(Lethal mut.)条件致死突变(Conditional lethal mut.),根据突变的DNA变化可分为：点突变(point mutation)碱基替换转换(transition)：Py与Py，Pu与Pu之间变换，多见颠换(transversion)：Py与Pu之间变换，少见移码突变(frameshift)插入、丢失1-2个碱基缺失突变(deletion)缺失大片段DNA,根据突变对遗传信息的影响可分为：同义突变

3、(samesense mutation)不改变氨基酸的密码子变化GAA(谷氨酸)GAG(谷氨酸)错义突变(missense mutation)碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变 GAA(谷氨酸)AAG(赖氨酸)无义突变(nonsense mutation)突变导致终止密码子(UAG、UGA、UAA)的形成 GAA(谷氨酸)TAA(stop),9.2 基因突变的分子基础,9.2.1 自发突变(Spontaneous mutation),碱基异构式引起DNA复制过程的错误,自发损伤(spontaneous lesion),不等交换和转座,9.2.2 诱发突变(Induced mutation),物

4、理诱变,电离辐射诱变,X、，穿透性外照射处理、，非穿透性内标记处理,非电离辐射Ultra Violet light(U.V),能引起被照射物中原子的电离，造成dNT电荷及结构的改变,Photoproducts that unite adjacent pyrimidines inDNA are strongly correlated with mutagenesis.,碱基类似物(base analogues),碱基修饰剂(Base modifying chemical mutagen),通过改变碱基的化学结构，引起特异性错配而导致突变。主要有亚硝酸、羟胺、烷化剂等,羟氨胞嘧啶,氧化脱氨,烷化剂

5、(Alkylation agent mutagens),甲磺酸乙酯(EMS)、甲磺酸甲酯(MMS)、硫芥子气(SM)、亚硝基胍(NG)等,烷化作用,嵌合剂(intercalating mutagens),化学结构为扁平分子，分子大小与碱基对大小差不多，通过插入到DNA双链或单链的两个相邻的碱基之间，引起嵌入位置上单个碱基对的插入或缺失突变吖啶类染料、溴化乙锭(EB),9.3 生物体的修复机制,9.3.1 光复活(photoreactivation),Before replication&Error-free,光复活酶,9.3.2 切除修复(excision repair),Before rep

6、lication&Error-free,Animation,AP内切酶修复系统,尿嘧啶-N-糖苷酶系统,特异切除修复途径,AP位点：无嘌呤(apurinic)和无嘧啶位点(apyrimidinic),9.3.3 重组修复(recombinational repair),After replication repair，Error-prone repairRecA，DNA polymerase，ligase be needed,9.3.4 SOS repair,当DNA分子损伤范围较大且复制受到抑制时出现的一种修复作用。是一种旁路修复系统，正常情况下关闭SOS反应发生时，可造成损伤修复功能的增强

7、,SOS修复允许新生的DNA链越过损害部分而生长，但易产生错配碱基。error prone 极强的修复机制在E.coli中，SOS反应由recA-lexA系统调控,当DNA复制受阻/DNA damaged,当DNA复制度过难关后,9.3.5 复制过程中的错配修复系统(mismatch repair system),DNA polymeraseligasedam gene m6A甲基化酶MCE(mismatch correct enzyme),识别新生链中非 m6A 的 GATC 序列GATC 为m6A甲基化敏感位点，平均每2kb左右有一GATC序列Scanning 新生链中错配碱基酶切含错配碱基的新生DNA区段,突变是在修复过程中形成的(非准确的修复),