第1页：第二十一章基因突变
第二十一章基因突变
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第3页：第一节基因突变的类型
第一节基因突变的类型
- 第一节基因突变的类型
- 体细胞突变（somatic mutation）
- 生殖细胞突变（germ-line mutations）
- 转换（transition）是指同类碱基之间的替换。
- 颠换（transversionmutation）是嘌呤与嘧啶之间的替换。突变类型
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第5页：中性突变
中性突变（neutralmutation）多肽链中相应位点发生的氨基酸的取代并不影响蛋白质的功能;沉默突变（silentmutation）蛋白质中相应位点是发生了相同氨基酸的取代，即同义突变。移码突变（frameshiftmutation）回复突变（reversemutation），一类是正向突变（forwardmutation）突变方向是从野生型向突变型；另一种是回复突变，其突变方向是从突变型向野生型抑制突变（suppressormutation）突变的作用还可以通过其它位点的突变而得到减少或校正。
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第7页：第二节突变的原因
第二节突变的原因
- 第二节突变的原因
- 一.自发突变（spontaneous mutations）
- 突变率（mutation rate）是指在单位时间内某种突变发生的概率.
- (一) DNA复制错误
- (二) 自发的化学变化
- 1. 脱嘌呤（depurination）
- 2. 脱氨（基）(deamination)作用
- 3. 氧化作用损伤碱基（oxidatively damaged bases）
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第9页：第9页内容要点
(一)DNA复制错误
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第11页：第11页内容要点
(二) 自发的化学变化1.脱嘌呤
第12页：脱氨基
2.脱氨基
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第15页：氧化损伤
氧化损伤
- 3.氧化损伤
- 过氧化物原子团（O2-）
- （H2O2），（-OH）等需氧代谢的副产物都是有活性的氧化剂，
- 它们可导致DNA的氧化损伤，
- T氧化后产生T－乙二醇，
- G氧化后产生8-氧-7,8二氢脱氧鸟嘌呤、8-氧鸟嘌呤(8-O-G)或“GO”，
- GO可和A错配，导致G→T。
第16页：诱发突变
诱发突变
- 二. 诱发突变
- (一) 放射线紫外线、X-射线、γ射线、宇宙射线
- (二) 化学物质
- 1.碱基类似物
- (1) 5-溴尿嘧啶（5-bromouracil,5-BU）
- (2) 氨基嘌呤（2-aminopurine 2-AP）
- (3)迭氮胸苷（AZT, azidothymidine）
第17页：碱基的修饰剂
碱基的修饰剂
- 2.碱基的修饰剂
- (1) 亚硝酸（introus acid, NA）
- (2) 羟胺
- (3) 烷化剂，它们的作用是使碱基烷基化
- 3.DNA插入剂
- 原黄素（proflavin）
- 吖啶橙（acridine orange）
- 溴化3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶鎓
- （etnidium bramide）
- ICR的复合物等
第18页：碱基的修饰剂（续）
(一) 紫外线诱发胸苷二聚体
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第21页：第21页内容要点
- (二) 化学物质1.碱基类似物
- （1）5-溴尿嘧啶和T很相似，仅在第5个碳元子上由Br取代了甲基5-BU有，酮式，烯醇式两种异构体，可分别与A及G配对结合
第22页：第21页内容要点（续）
(2) 2-氨基嘌呤(2-AP)也是碱基的类似物，有正常状态和稀有状态两种异构体，可分别与T和C配对结合。当2-AP掺入到DNA复制中时，由于其异构体的变换而导致A∶T G ∶C
第23页：碱基的修饰剂
- 2.碱基的修饰剂
- (1)亚硝酸（introusacid,NA）有氧化脱氨作用，可使G第2个碳原子上的氨脱去，产生黄嘌呤（xanthine,x），次黄嘌呤(H)仍和C配对，故不产生转换突变。但C和A脱氨后分别产生U和次黄嘌呤H，产生了转换，使C∶G转换成A∶T，A∶T转换成G∶C
第24页：碱基的修饰剂（续）
（2）羟胺只特异地和胞嘧啶起反应，在第4个C原子上加-OH，产生4-OH-C，此产物可以和A配对，使C∶G转换成T∶A
第25页：碱基的修饰剂（续）（续）
(3)烷化剂如甲基黄酸乙脂（EMS）,氮芥(NM),甲基黄酸甲脂（MMS）,亚硝基胍（NG）等，它们的作用是使碱基烷基化，EMS使G的第6位烷化，使T的第4位上烷化，结果产生的O-6-E-G和O-4-E-T分别和T、G配对，导致G∶C对转换成A∶T对；T∶A对转换成C∶G
第26页：DNA插入剂
3.DNA插入剂
第27页：体外定点突变
体外定点突变
- 4. 体外定点突变
- 1985年加拿大的MichaelSmith建立，于1993年获得了诺贝尔化学奖。
- 具体方法有三种：
- （1）聚核苷酸介导的用单链模板定点突变；
- （2）双引物法定点突变；
- （3）用掺入U的单链为模板进行聚核苷酸介导的体外定点突变。
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第29页：用Ames法检测诱变剂
用Ames法检测诱变剂
第30页：第三节突变和人类疾病
第三节突变和人类疾病
- 第三节突变和人类疾病
- 自发突变和人类的疾病
- 一.重复序列异常所引起的遗传病
- 线粒体的脑脊髓病（mitochondlrial encephalomyopathies)是线粒体重复顺序之间产生缺失所致。
- 脆性X染色体综合征
- X-连锁脊髓和延髓肌娄缩，也称Kennedy’s症
- 强直性肌营养不良（Myotonic dystrophy）
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第33页：第33页内容要点
第33页内容要点
- (二) 诱发突变和人类的肿瘤
- 第四节DNA的修复机
- 一.直接修复（Directrepair）
- (一)通过DNA聚合酶校正修复
- (二)光复活反应
- 光复活（photoreactivation）或光修复（lightrepair）
- 光裂合酶（photolyase),由phr基因编码
- 烷基转移酶（Alkyltransferases）
第34页：第33页内容要点（续）
第33页内容要点（续）
- (一) 一般切除修复
- 切除修复(excixion-repair)
- 暗修复（dark repair）
- 短-补丁修复（short-patch repair）
- 长-补丁修复（long-patch repair）
- 着色性干皮病（Xeroderma pigmentosum）是一种切除修复酶的缺陷二．切除修复（excixion-repair）
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第36页：在E.coli中的切除修复系统损伤
在E.coli中的切除修复系统损伤：突变的碱基错配或改变DNA结构剪切：内切酶在损伤碱基位点两侧剪切切除：外切酶除去切口间的DNA合成：DNA pol 合成取代DNA连接酶封闭缺口
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第38页：Uvr系统在修复各阶段中的作用UvrA
Uvr系统在修复各阶段中的作用UvrAB识别损伤；UvrBC在DNA上切一缺口；UvrD使被标记区解旋
第39页：Uvr系统在修复各阶段中的作用UvrA（
Uvr系统在修复各阶段中的作用UvrA（
- (二) 特殊切除修复途径
- (1)AP核酸内切酶修复途径AP位点:无嘌呤（apurinic）和无嘧啶（apyrimidinic）位点
- (2) 糖基酶修复途径
- (3)GO系统
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第42页：复制后修复
复制后修复
- 三、复制后修复(一)错配修复（mismatchrepair）
- (1)识别错配的碱基对；
- (2)对错配的一对碱基要能准确区别哪一个是错的，哪一个是对的；
- (3)切除错误的碱基，并进行修复合成。
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第44页：MutSMutLMutSMutHMut
MutSMutLMutSMutHMutS识别错配位点,并易位到GATC位点。MutH在GATC位点剪切非甲基化链，内切酶从GATC到错配位点降解DNA
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第46页：第46页内容要点
(二)重组修复（recombination-repain）
第47页：在E.coli中的提取
在E.coli中的提取(retrival)系统
第48页：在E.coli中的提取（续）
(三) SOS修复系统差错倾向修复（Error prone repair）Jeam Weigle等发现UV感染细菌(用UV照射过) －存活率高λ噬菌体细菌(UV未照射过) －存活率低UV-复活（UV-reactivation），也称W-复活SOS反应（SOS response）
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