基因突变和DNA损伤修复.pptVIP

* * 13 基因突变与DNA损伤修复 要点： 1.基因突变的相关概念、类型 2.基因突变的机制 3.基因突变的修复机制 4.基因突变的检测 基因突变（gene mutation）:基因的核苷酸顺序或数目发生改变。仅涉及DNA分子中单个碱基的改变称点突变（point mutation）。涉及多个碱基的还有缺失、重复和插入。 突变体(mutant)：具有突变表型的细胞或个体。 13.1 基因突变的概念、类别及性质 （1）概念 ① 从突变的表型: 1）形态突变：突变影响生物的形态结构。 2）生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。 3）致死突变：突变影响生物个体的生活力。分为显性致死和隐性致死。 4）条件致死突变：在某一些条件下致死，而在另一些条件下成活的突变。 （2）突变类型 ② 从对遗传信息的改变: 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。 2）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。 3）错义突变: 碱基序列的改变引起了产物氨基酸序列的改变。 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蛋白质的活性，不表现明显的性状变化，称为中性突变。 ③ 按其发生的原因:1)自发突变（spontaneous mutation）：在自然情况下发生的突变。 2)诱发突变（induced mutation）：人们有意识地利用物理、化学诱变因素引起的突变 。 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10-4～10-10，反应 了物种的基因的相对稳定性。 （3）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（suppressor mutation）。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 13.2 点突变的诱变机制 A.T→A. 5-BU（酮式）→G. 5-BU （烯醇式） → G.C A. 5-BU G.C→A.T 2-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.C G.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.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 （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： 产生环丁烷嘧啶二聚体和6-4光产物。 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。 13.2.4 基因的定点突变 1）寡核苷酸诱导的基因定点突变 将某基因克隆到载体上→人工合成含有突变位点的一对引物（突变位点位于引物中心附近，两端有足够的序列足以互补配对）→PCR扩增→DpnⅠ酶切→将突变DNA转入受体→筛选重组子。 2）双引物法 将某基因