第十章基因突变第十章基因突变学习要点：1.基因突变的相关概念2.基因突变的分子基础3.突变的修复机制4.突变的检测5.突变的遗传学效应第一节基因突变的相关概念第一节基因突变的相关概念一、突变的概念突变(mutation):基因结构的改变，导致表型的改变的变化突变体(mutant)：具有突变表型的细胞或个体正向突变(forwardmutation)：偏离野生型性状的突变反向突变(backmutation)：由偏离的性状回复为野生型性状的突变自发突变(spontaneousmutation)：在自然条件下产生的突变诱发突变(inducedmutation）：机体在诱发环境下产生的突变生化突变(biochemicalmutation）：使机体的代谢过程发生改变或丧失的突变无效突变(nullmutaion)：完全丧失原有基因功能的突变渗漏突变(leakymutation)：部分丧失原有基因功能的突变致死突变(lethalmutation)：影响生物体的生活力，导致个体死亡的突变条件致死突变(conditionallethalmutation)：在给定的某种条件下可以存活，如果缺少这种条件就会致死的突变二、突变类型1.突变发生的细胞类型体细胞突变(somaticmutation)Clone：无性繁殖。生殖细胞突变(germinalmutation)2.突变的表型:(1)形态突变morphologicalmutaion(2)生化突变biochemicalmutaion(3)失去功能突变loss-of-functionmutation(4)获得功能突变gain-of-functionmutation(5)致死突变lethalmutaion(6)条件致死突变conditionallethalmutaion三、突变的性质1.稀有性:突变发生的频率很低突变率(mutationrate):在特定的条件下,单位时间间内(通常为一个世代),一个细胞发生某一事件的概率.高等真核生物自发突变概率为1/10-5—10-10。2.可逆性：突变型可以恢复为野生型，通常由发生在第二个位点的突变所回复，如抑制基因→敏感因子。回复突变率一般小于正向突变率。可逆性区别于染色体的缺失。3.多向性（随机性）：多方向，形成复等位基因。第二节基因突变的分子基础第二节基因突变的分子基础一、自发突变(spontaneousmutation)自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。1.DNA复制错误(errorsofDNAreplication)DNA碱基有互变异构体，造成DNA复制过程中的DNA错配。ⅰ转换：Purine→Pu;或者Pyrimidine→Pyⅱ颠换：Pu→Py;或者Py→Puⅲ移码突变：增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。ⅳ缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如E.coli乳糖发酵调节基因lacⅠ中四碱基重复序列。野生型:5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’突变型FS5:5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’突变型FS2:5‘-GTCTGGCTGGC-3’返回返回2.DNA损伤（lesions）ⅰ脱嘌呤由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来.ⅱ脱氨基C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,：AAT→→→H-T→→→H-C→→→H-C→↘A-T→G-C↘BGC→→→G-U→→→A-U→→→A-U→↘G-C→A-T↘造成转换ⅲ氧化损伤（oxidativelesions）:O2-OH-H2O2可对DNA造成损伤二、诱发突变（二、诱发突变（inducedmutaioninducedmutaion））多种理化因素都可以诱导DNA的突变1.诱变机制ⅰ碱基类似物eg.5-BU和5-BrdU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。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A类似物)、5-氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。ⅱ特异性错配eg.烷化剂:甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍(NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。如：G-C;当G烷基化后可与T配对，导致碱基转换。或者烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变ⅲ嵌合剂的致突作用eg..吖啶类染料: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。ⅳ辐射诱导效应(1)紫外线UV:形成嘧啶二聚体，如T二聚体，①同一条单链内，影响复制时与A的配对，使复制中止；②双链之间，影响双链变性，并影响复制。重复、缺失、移码突变(2)电离辐射：如X-ray、可引起碱基的降解或脱落，A变成H;C变成T，出现转换。物理——物理化学——生物化学——大分子损伤ⅴ黄曲霉的作用使鸟嘌呤G脱落，SOS修复引入A,造成突变。2.碱基替换的遗传效应()ⅰ同义突变（samesensemutation）不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关.如GAU/GAC—Asp.()ⅱ错义突变（missensemutation）碱基...
