第03章-基因突变.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,主要内容,基因突变的特性,基因突变的类型和分子机制,诱发基因突变的因素,基因突变的修复机制,基因突变的一般特性,第一节,突变(mutation),是指遗传物质发生可以遗传的变异。,广义的突变可以分为两类：,染色体畸变(chromosome aberration)，即染色体结构和数目的改变。,基因突变(gene mutation),狭义的突变，仅指一般的基因突变。,基因突变的主要特性：,多向性,复等位基因(,multiple alleles),重复性,随机性,突变率,(,mutation rate,),稀有性,突变率很低,可逆性,正向突变(,forward mutation,),回复突变(,reverse mutation,),有害性,基因突变的诱发因素,第二节,自发突变,：,在细胞正常生活过程中或由环境随机产生。,诱发突变,：,在,诱变剂,的作用下产生。,能够诱发基因突变的,各种内外环境因素,物理因素、化学因素、生物因素,物理因素,：,紫外线、电离和电磁辐射,化学因素,：,羟胺类、亚硝酸类化合物、碱基类似物、芳香族化合物、烷化剂类物质,生物因素,：,病毒、细菌与真菌,基因突变的形式与分子机制,第三节,编码序列,突变发生于 启动子区 遗传病的发生,剪接区,内含子区,突变类型,:,静态突变,(,static mutation,),碱基替换,(,点突变,),插入和缺失,动态突变,(,dynamic mutation,),静态突变,(,static mutation,),生物各世代中基因突变的发生，总是以相对稳定的一定频率发生，并且能够使得这些突变随着世代的繁衍、交替而得以传递。,动态突变,(,dynamic mutation,),三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应。,一、碱基替换,指DNA分子中一个碱基被另一个不同的碱基所替换，又称为点突变。,转换：嘌呤 嘌呤，嘧啶 嘧啶,颠换：嘌呤 嘧啶,镰形细胞贫血症（sickle cell anemia）,遗传方式,：常染色体隐性(AR)遗传。,分子机制,：患者珠蛋白基因的第6位密码子由正常的GAG变成了GTG（AT），使其编码的珠蛋白N端第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸，形成HbS。,HbS 纯合子的镰形红细胞,1.同义突变,（Synonymous mutation）,由于密码子具有兼并性，单个碱基置换后密码子所编码的是同一种氨基酸，表型不改变。,正常,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TT,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu,Arg Asn Pro,同义突变,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TT,G,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs,2.错义突变,（Missense mutation）,DNA分子中的碱基置换后，形成新的密码子，从而导致所编码的氨基酸发生改变，产生活性降低、无活性或无功能的蛋白质。,正常,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro,错义突变,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,C,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Ser Arg Asn Pro AAs,3.无义突变,（Nonsense mutation）,指DNA中碱基被置换后，使编码一个氨基酸的密码子变为不编码任何氨基酸的终止密码（UAA、UAG、UGA），肽链合成提前终止，产生短的、没有活性的多肽片段。,正常,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs,无义突变,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,G,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,终止,Arg Asn Pro AAs,4.终止密码突变,(,etrmination codon mutation),当DNA分子中的一个终止密码发生突变编码,Aa,的密码子，使多肽链的合成继续进行下去，一直延长至下一个终止密码子时停止，产生延长的异常多肽链，称延长突变（,elongation M,）。,5.抑制基因突变,(suppressor gene mutation),Gene,内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变，其中一次抑制了另一次突变的遗传效应，,如：,血红蛋白病,（,sickle cell anemia,）,单纯6谷Aa缬氨酸 产生Hbs病，致死。,同时6谷Aa缬氨酸+73天冬氨酸天冬酰胺，产生,Hb紊乱,，临床症状轻，原因是73突变抑制了6的突变效应。,二、插入和缺失,DNA编码序列中插入（增加）或缺失一个或几个碱基，其下游阅读框发生改变，导致氨基酸顺序及蛋白质异常或无活性，称为移码突变。,正常,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,T,T,A,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro-AAs,移码突变（缺失一个碱基T),AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TAC,GTA,ACC,CGT,DNA,Met Gln Gln Gln Phe,Tyr Val Thr Arg-AAs,loss,1.移码突变,（,frame-shift mutation,）,2.整码突变,（codon mutation）,DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子，导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插入或缺失点以后的氨基酸序列不变，称整码突变或称密码子插入或缺失。,如：,AAG,GAC,CCG,GCG,-,正常顺序,AAG,GAC,AAA,CCG,GCG,-,插入,AAG,GAC,GCG,-,缺失,三、动态突变,邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数,在一代代传递过程中会发生明显的增加，如(CGG)n、(CAG)n等，从而使（导致）某些遗传病的发病。,代表疾病,：Hutington舞蹈病(CAG)n、强直性肌营养不良,脆性X综合征(CCG)n。,正常,AGT,CAG,CAG,CAG,TTT,TTA,CGT,AAC,CCG,DNA,Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs,动态突变（CAG三核苷酸重复）,AGT,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,-,DNA,Met Gln Gln Gln,Gln Gln Gln,Gln Gln-AAs,正常人:n=5-35 多态,受累个体:n50 copies 多者几百-1000copies,随着世代传递长度增加,发病年龄提前,病情加重。,DNA损伤的修复,第四节,生物体内存在着多种,DNA,修复系统，当,DNA,受到损伤时，在一定条件下，这些修复系统可以部分地修正,DNA,分子的损伤，从而大大降低突变所引起的有害效应，保持遗传物质的稳定性。,一、紫外线引起的,DNA,损伤修复,光复活修复,（,photo reactivation,）,切除修复,（,excision repair,）,重组修复,（,recombination repair,）,二、电离辐射引起的,DNA,损伤修复,超快修复,快修复,慢修复,思考题,名词解释：诱变剂、静态突变、动态突变、重组修复、移码突变、体细胞突变,何为基因突变？它可分为哪些类型？具有哪些特性？,基因突变的形式与分子机制？,简述,DNA,损伤的修复机制？,End,