遗传学精品课件（中国农业大学）第五章 基因突变.pptVIP

(2) 去烷基化 烷化剂对碱基的烷基化修饰也可以通过去烷基化作用直接恢复正常碱基而得到修复。已发现细胞内存在的具有去烷基化作用的酶包括烷基转移酶（alkyltransferase）和甲基转移酶（methyltranferase）。 (3) 单链断裂修复 DNA单链断裂是由物理射线等因素诱导产生的一种常见损伤。DNA连接酶催化双螺旋结构中单链断裂处形成磷酸二酯键，相当一部分单链断裂只需要在DNA连接酶的作用下就可以直接修复。 4、切除修复 切除修复指通过移除DNA分子中损伤部分来进行修复，也称暗修复（dark repair）。 （1）核苷酸切除修复 图5-14 碱基切除修复途径 5、双链断裂修复 离子辐射等因素可以引起的DNA双链异常断裂损伤。双链断裂对具有环状DNA分子的细菌是致命的，真核生物双链断裂则引起染色体片段丢失甚至细胞死亡。 异常双链断裂修复一般只是简单地通过非同源末端连接过程将两个断裂末端拼接。非同源末端连接过程对断裂末端并没有特异性识别功能，也不依赖DNA序列同源性。当细胞内存在两个以上断裂末端时，很可能发生错误重接导致染色体结构变异。另外，如果断裂末端存在核苷酸损失，为了保持连接双螺旋的结构正常，拼接前可能需将两个断裂末端切齐，从而导致碱基缺失突变。 发生在DNA复制失败，产生缺口之后的修复，称为复制后修复（postreplicative repair）。由于所用的许多酶与重组相同，过程也与重组相似，也被称为重组修复（recombination repair）。 6、复制后修复 图5-10 大肠杆菌复制后修复过程 7、SOS反应与倾向差错修复 SOS反应使RecAl表达量上升，诱导忠实性低的聚合酶。 修复系统越过DNA损伤部位进行DNA复制以增加DNA结构稳定性。 生存细胞中产生基因突变的可能性也大大提高。 ---------倾向差错修复 1、物理因素 （1）电离辐射： α射线、β射线（32P和35S）、中子等粒子辐射 γ射线（60Co、137Cs）X射线及电磁波 突变原因：使构成基因的化学物质直接发生电离作用。 第四节 基因突变的诱发 （2）非电离辐射诱变：紫外线（UV） UVC 280nm UVB 280~320nm UVA 350~380nm 不能使原子电离，只能产生激发作用。 2、化学因素 化学诱变剂： （1）烷化剂：不稳定的烷基（-CH2CH3） 发生烷化作用 改变基因的分子结构。 EMS（甲基磺酸乙酯）、DES （硫酸二乙酯）、甲基磺酸甲酯（MMS）、亚硝基胍（NG）以及芥子气（NM） EMS容易导致鸟嘌呤（G）N7位置烷化形成7-乙基鸟嘌呤，后者复制时与胸腺嘧啶配对，产生G≡C?G*=T?A=T转换。 （2）碱基类似物： 5-溴尿嘧啶（5-BU / BrdU ） 2-氨基嘌呤（2-aminopurine, 2-AP / AP） 图5-18 5-BU互变异构移位与碱基配对 5-BU有酮式（BUk）和烯醇式（BUe）两种异构体，通常情况下呈酮式与腺嘌呤配对形成两对氢键（BUk=A），而烯醇式与鸟嘌呤配对形成三对氢键（BUe≡G） 图5-12 碱基类似物引起的DNA碱基替换 BUk掺入到DNA分子中，而下一次复制前发生互变异构移位，再次复制将导致单链碱基替换（A=TA=BUkG≡BUeG≡C） 2-氨基嘌呤也有两种异构体，其正常状态与胸腺嘧啶（T）配对形成两对氢键（2AP=T），但稀有状态（2AP*,亚胺态）则与胞嘧啶（C）配对形成三对氢键（2AP*≡C）。 3、抗生素：破坏基因分子结构 染色体断裂 4、亚硝酸 次黄嘌呤 (H) A U T H C G C C G U A A T 5、DNA插入剂 可插入到DNA链碱基之间的化合物分子。 插入剂主要是吖啶类染料，包括吖啶橙、原黄素、吖啶黄素等。这类化合物都含有吖啶环，呈平面分子形态，其大小与碱基对大小差不多。 插入剂在DNA复制时插入到模板链碱基之间，新合成单链对应位置上将随机增加一个碱基；取代一个碱基插入到新合成单链中，新合成单链将缺失一个碱基。因此，DNA嵌入剂作为化学诱变剂，可以导致DNA复制过程产生单个碱基的插入或缺失突变。 作业： P125：3，9，10，13，14 第五章 基因突变 第一节 基因突变的概念和特征 一、基因突变的概念 基因突变：基因内部发生化学性质变化，与原来的基因成对性关系。 突变型（体）：携带突变基因并表现突变性状的细胞或个体。 野生型：自然界中常见的典型类型。 自发突变：在自然条件下发生的突变。 诱发突变：人为利用物理、化学因素处理诱发基因突变。 基因突变的意义 自然界： 进化：产生