第十三部分基因突變教學(xué)課件

1、第十三章第十三章 基因突變基因突變學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1.基因突變的相關(guān)概念基因突變的相關(guān)概念 2.基因突變的分子基礎(chǔ)基因突變的分子基礎(chǔ) 3.突變的修復(fù)機(jī)制突變的修復(fù)機(jī)制 4.突變的檢測突變的檢測 5.突變的遺傳學(xué)效應(yīng)突變的遺傳學(xué)效應(yīng)遺傳學(xué)genetics第一節(jié)第一節(jié) 基因突變的相關(guān)概念基因突變的相關(guān)概念 一、突變的概念一、突變的概念 突變突變(mutation) :基因結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致表型的改變的變基因結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致表型的改變的變化化 突變體突變體(mutant)：具有突變表型的細(xì)胞或個(gè)體具有突變表型的細(xì)胞或個(gè)體 正向突變正向突變(forward mutation)：偏離野生型性狀的突變

2、偏離野生型性狀的突變 反向突變反向突變(back mutation)：由偏離的性狀回復(fù)為野生型由偏離的性狀回復(fù)為野生型性狀的突變性狀的突變 自發(fā)突變自發(fā)突變(spontaneous mutation)：在自然條件下產(chǎn)生在自然條件下產(chǎn)生的突變的突變 誘發(fā)突變誘發(fā)突變(induced mutation）：）：機(jī)體在誘發(fā)環(huán)境下產(chǎn)生機(jī)體在誘發(fā)環(huán)境下產(chǎn)生的突變的突變 遺傳學(xué)genetics 生化突變生化突變(biochemical mutation）：）：使機(jī)體的代謝過程使機(jī)體的代謝過程發(fā)生改變或喪失的突變發(fā)生改變或喪失的突變 無效突變無效突變(null mutaion)：完全喪失原有基因功能的突變完全

3、喪失原有基因功能的突變 滲漏突變滲漏突變(leaky mutation) ：部分喪失原有基因功能的：部分喪失原有基因功能的突變突變 致死突變致死突變(lethal mutation) ：影響生物體的生活力，導(dǎo)影響生物體的生活力，導(dǎo)致個(gè)體死亡的突變致個(gè)體死亡的突變 條件致死突變條件致死突變(conditional lethal mutation)：在給定的在給定的某種條件下可以存活，如果缺少這種條件就會致死的突某種條件下可以存活，如果缺少這種條件就會致死的突變變遺傳學(xué)genetics二、突變類型二、突變類型 1.突變發(fā)生的突變發(fā)生的 細(xì)胞類型細(xì)胞類型 體細(xì)胞突變體細(xì)胞突變(somatic mut

4、ation) clone：無性繁殖。無性繁殖。 生殖細(xì)胞突變生殖細(xì)胞突變(germinal mutation) 2.突變突變 的表型的表型: (1)形態(tài)突變形態(tài)突變 morphological mutaion (2)生化突變生化突變 biochemical mutaion (3)失去功能突變失去功能突變 loss-of-function mutation (4)獲得功能突變獲得功能突變 gain-of-function mutation (5)致死突變致死突變 lethal mutaion (6)條件致死突變條件致死突變 conditional lethal mutaion 遺傳學(xué)geneti

5、cs三、突變的性質(zhì)三、突變的性質(zhì) 1.稀有性稀有性:突變發(fā)生的頻率很低突變發(fā)生的頻率很低 突變率突變率(mutation rate):在特定的條件下在特定的條件下,單位時(shí)間間內(nèi)單位時(shí)間間內(nèi)(通常為一個(gè)世代通常為一個(gè)世代),一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一事件的概率一事件的概率. 高等真核生物自發(fā)突變概率為高等真核生物自發(fā)突變概率為1/10-510-10。 遺傳學(xué)genetics2.可逆性：突變型可以恢復(fù)為野生型，通常由可逆性：突變型可以恢復(fù)為野生型，通常由發(fā)生在第二個(gè)位點(diǎn)的突變所回復(fù)，如抑制基發(fā)生在第二個(gè)位點(diǎn)的突變所回復(fù)，如抑制基因因敏感因子?；貜?fù)突變率一般小于正向突敏感因子?；貜?fù)突變率一般小于

6、正向突變率。可逆性區(qū)別于染色體的缺失。變率。可逆性區(qū)別于染色體的缺失。 3.多向性（隨機(jī)性）：多方向，形成復(fù)等多向性（隨機(jī)性）：多方向，形成復(fù)等位基因。位基因。 三、突變的性質(zhì)三、突變的性質(zhì) 1.稀有性稀有性:突變發(fā)生的頻率很低突變發(fā)生的頻率很低 突變率突變率(mutation rate):在特定的條件下在特定的條件下,單位時(shí)間間內(nèi)單位時(shí)間間內(nèi)(通常為一個(gè)世代通常為一個(gè)世代),一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一事件的概率一事件的概率. 高等真核生物自發(fā)突變概率為高等真核生物自發(fā)突變概率為1/10-510-10。 遺傳學(xué)genetics第二節(jié)第二節(jié) 基因突變的分子基礎(chǔ)基因突變的分子基礎(chǔ)一、自發(fā)突變一

7、、自發(fā)突變(spontaneous mutation) 自發(fā)突變可能由復(fù)制錯誤、自發(fā)突變可能由復(fù)制錯誤、dna損傷和轉(zhuǎn)座作用等引起。損傷和轉(zhuǎn)座作用等引起。 1.dna復(fù)制錯誤復(fù)制錯誤(errors of dna replication) dna堿基有堿基有互變異構(gòu)體互變異構(gòu)體，造成，造成dna復(fù)制過程中的復(fù)制過程中的dna錯配。錯配。 轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換：purine pu;或者或者 pyrimidine py 顛換：顛換：pu py; 或者或者pypu 移碼突變：增加或減少幾個(gè)堿基移碼突變：增加或減少幾個(gè)堿基,導(dǎo)致蛋白質(zhì)翻譯導(dǎo)致蛋白質(zhì)翻譯錯位。錯位。 缺失和重復(fù)：大片段堿基的缺失或重復(fù)，如缺失和重復(fù)

8、：大片段堿基的缺失或重復(fù)，如e.coli乳糖發(fā)酵調(diào)節(jié)基因乳糖發(fā)酵調(diào)節(jié)基因lac中四堿基重復(fù)序列。中四堿基重復(fù)序列。 野生型野生型: 5-gtctggctggctggc-3 突變型突變型fs5: 5-gtctggctggctggctggc-3 突變型突變型fs2: 5-gtctggctggc-3遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics2.dna損傷（損傷（lesions） 脫嘌呤脫嘌呤 由于堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受由于堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受到破壞到破壞,從而引起一個(gè)鳥嘌呤或腺嘌呤從從而引起一個(gè)鳥嘌呤或腺嘌呤從dna分分子上脫落下來子上脫落下來. 脫氨基脫氨基 c脫氨基變成脫氨基變成u;

9、a脫氨基變成脫氨基變成h,：a a-t h-t h-c h-c a-t g-cb g-c g-u a-ua-u g-c a-t 造成轉(zhuǎn)換造成轉(zhuǎn)換 氧化損傷（氧化損傷（oxidative lesions）: o2- oh- h2o2 可對可對dna造成損傷造成損傷遺傳學(xué)genetics二、誘發(fā)突變（二、誘發(fā)突變（induced mutaion） 多種理化因素都可以誘導(dǎo)多種理化因素都可以誘導(dǎo)dna的突變的突變1.誘變機(jī)制誘變機(jī)制 堿基類似物堿基類似物 eg. 5-bu 和和5-brdu是胸是胸腺嘧啶腺嘧啶(t)的結(jié)構(gòu)類似物，酮式結(jié)構(gòu)易與的結(jié)構(gòu)類似物，酮式結(jié)構(gòu)易與a配對；配對；烯醇式結(jié)構(gòu)易與烯醇式結(jié)

10、構(gòu)易與g配對。另有配對。另有2-氨基嘌呤氨基嘌呤(2-ap, a類似物類似物)、5- 氟尿嘧啶、氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。氯尿嘧啶等。 遺傳學(xué)genetics 特異性錯配特異性錯配 eg.烷化劑烷化劑: 甲磺酸乙酯甲磺酸乙酯(ems)、亞硝基胍亞硝基胍( ng)、芥子氣等。通過改芥子氣等。通過改變堿基結(jié)構(gòu)使堿基錯配。變堿基結(jié)構(gòu)使堿基錯配。 如：如：g-c; 當(dāng)當(dāng)g烷基化后可與烷基化后可與t配對，導(dǎo)致配對，導(dǎo)致堿基轉(zhuǎn)換。堿基轉(zhuǎn)換。 或者烷化劑使嘌呤脫落，造成轉(zhuǎn)換、顛換、或者烷化劑使嘌呤脫落，造成轉(zhuǎn)換、顛換、斷裂或其他突變斷裂或其他突變 嵌合劑的致突作用嵌合劑的致突作用 eg. .吖啶類染料吖啶類

11、染料: 吖啶橙、吖啶黃素、原黃吖啶橙、吖啶黃素、原黃素等堿基對的類似物，易造成移碼突變。素等堿基對的類似物，易造成移碼突變。 輻射誘導(dǎo)效應(yīng)輻射誘導(dǎo)效應(yīng) (1)紫外線紫外線uv:形成嘧啶二聚體，如形成嘧啶二聚體，如t二聚體，二聚體，同一條單鏈內(nèi)，影響復(fù)制時(shí)與同一條單鏈內(nèi)，影響復(fù)制時(shí)與a的配對，使復(fù)制的配對，使復(fù)制中止；雙鏈之間，影響雙鏈變性，并影響復(fù)制。中止；雙鏈之間，影響雙鏈變性，并影響復(fù)制。 重復(fù)、缺失、移碼突變重復(fù)、缺失、移碼突變 遺傳學(xué)genetics(2)電離輻射：如電離輻射：如x-ray、可引起堿基的降解或可引起堿基的降解或脫落，脫落，a變成變成h;c變成變成t，出現(xiàn)轉(zhuǎn)換。出現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

12、 物理物理物理化學(xué)物理化學(xué)生物化學(xué)生物化學(xué)大分大分子損傷子損傷黃曲霉的作用黃曲霉的作用 使鳥嘌呤使鳥嘌呤g脫落，脫落，sos修復(fù)引入修復(fù)引入a, 造成突造成突變。變。遺傳學(xué)genetics2.堿基替換的遺傳效應(yīng)堿基替換的遺傳效應(yīng) () 同義突變（同義突變（samesense mutation）不改變氨基不改變氨基酸的密碼子變化，與密碼子的兼并性有關(guān)酸的密碼子變化，與密碼子的兼并性有關(guān). 如如gau/gacasp. () 錯義突變（錯義突變（missense mutation） 堿基替換的堿基替換的結(jié)果引起氨基酸序列的改變結(jié)果引起氨基酸序列的改變. 遺傳學(xué)genetics() 無義突變（無義突變

13、（nonsense mutation）編碼區(qū)編碼區(qū)的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子(uag/uga/uaa)的形成的形成, 使使 mrna的翻譯的翻譯提前終止提前終止, 形成不完全的肽鏈形成不完全的肽鏈. 如鐮刀型貧血癥：血紅蛋白如鐮刀型貧血癥：血紅蛋白b鏈鏈(146aa)，6號氨基酸的替換號氨基酸的替換, 導(dǎo)致明顯的表型癥狀。導(dǎo)致明顯的表型癥狀。gluval, 若若glu asp則影響較小。則影響較小。遺傳學(xué)genetics3.移碼突變及其產(chǎn)生移碼突變及其產(chǎn)生 在基因的外顯子中插入或缺失在基因的外顯子中插入或缺失1, 2或或4個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸,使閱讀信息發(fā)生錯位使閱讀信息

14、發(fā)生錯位,從而使翻譯的蛋白質(zhì)序列從而使翻譯的蛋白質(zhì)序列與原來完全不同與原來完全不同. eg. e.coli中乳糖發(fā)酵的調(diào)節(jié)基中乳糖發(fā)酵的調(diào)節(jié)基因因(lac): 野生型野生型: 5-gtctggctggctggc-3 移碼突變移碼突變: 5-gtctggctggctggctggc-3 移碼突變移碼突變 : 5-gtctggctggc-3遺傳學(xué)genetics4.突變熱點(diǎn)和增變基因突變熱點(diǎn)和增變基因 基因中基因中 某些位點(diǎn)比其它位點(diǎn)突變率高，稱某些位點(diǎn)比其它位點(diǎn)突變率高，稱突變熱點(diǎn)。突變熱點(diǎn)。 eg. 分析分析t4-phage r 基因基因1500個(gè)突變體個(gè)突變體： r a (1800bp)有有2

15、00個(gè)位點(diǎn)；個(gè)位點(diǎn)； r b (850bp)有有108個(gè)位點(diǎn)個(gè)位點(diǎn) 。遺傳學(xué)genetics 形成原因：形成原因：1. 5-mec的存在，的存在，5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶(mec)脫氨基后變脫氨基后變成成t, 使使g-c部位轉(zhuǎn)變成部位轉(zhuǎn)變成a-t部位；部位；2. 短的重復(fù)序列短的重復(fù)序列的存在，容易配對錯位，造成重的存在，容易配對錯位，造成重復(fù)或缺失復(fù)或缺失3. 與與誘變劑類型誘變劑類型有關(guān)，不同誘變劑出現(xiàn)不同的熱有關(guān)，不同誘變劑出現(xiàn)不同的熱點(diǎn)。點(diǎn)。遺傳學(xué)genetics4. 增變基因增變基因(mutator gene)：該基因的突變會該基因的突變會使整個(gè)基因組的突變頻率增高，使整個(gè)基因組的突

16、變頻率增高，eg. a. dna多聚酶基因，突變后使多聚酶的多聚酶基因，突變后使多聚酶的3 5校正功能降低或喪失，使基因組突變校正功能降低或喪失，使基因組突變頻率增高；頻率增高； b. dam基因，突變后使堿基的錯配修復(fù)功基因，突變后使堿基的錯配修復(fù)功能降低或喪失，使基因組突變頻率增高。能降低或喪失，使基因組突變頻率增高。遺傳學(xué)genetics三、誘變與腫瘤三、誘變與腫瘤 腫瘤的形成與否取決于機(jī)體中癌基因和抑癌腫瘤的形成與否取決于機(jī)體中癌基因和抑癌基因的平衡，抑癌基因突變會致癌基因的平衡，抑癌基因突變會致癌。一些誘變劑一些誘變劑可以特異性的誘導(dǎo)抑癌基因突變，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生?？梢蕴禺愋缘恼T導(dǎo)抑癌基

17、因突變，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。eg. 黃曲霉素黃曲霉素、uv(ultraviolet)等等. 黃曲霉素可誘導(dǎo)黃曲霉素可誘導(dǎo)p53基因基因g t顛換，導(dǎo)致顛換，導(dǎo)致肝癌的發(fā)生；肝癌的發(fā)生； uv可誘導(dǎo)可誘導(dǎo)p53基因基因5 -tc-3發(fā)生發(fā)生c t顛換，顛換，形成形成“t二聚體二聚體”，導(dǎo)致人類鱗狀細(xì)胞皮膚癌的，導(dǎo)致人類鱗狀細(xì)胞皮膚癌的發(fā)生。發(fā)生。遺傳學(xué)genetics四、定點(diǎn)誘變四、定點(diǎn)誘變 定義：定義：利用人工合成的寡核苷酸，在離利用人工合成的寡核苷酸，在離體的條件下，制造基因中任何部位的位點(diǎn)特體的條件下，制造基因中任何部位的位點(diǎn)特異性突變的技術(shù)異性突變的技術(shù)。 反義遺傳學(xué)（反義遺傳學(xué)（revers

18、e genetics）: 合成合成連接連接(單鏈單鏈m13)復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化檢測檢測遺傳學(xué)genetics第三節(jié)生物體對突變的修復(fù)機(jī)制第三節(jié)生物體對突變的修復(fù)機(jī)制一一 光復(fù)活光復(fù)活(photoreactivation) 1. 概念：在可見光存在的條件下，在光復(fù)活酶作概念：在可見光存在的條件下，在光復(fù)活酶作用下將用下將uv引起嘧啶二聚體分解為單體的過程。引起嘧啶二聚體分解為單體的過程。 2. 條件：可見光條件：可見光(300600nm)、pr酶、嘧啶二酶、嘧啶二聚體聚體 遺傳學(xué)genetics3. 作用過程：作用過程： 光復(fù)活酶與光復(fù)活酶與t=t結(jié)合形成復(fù)合物結(jié)合形成復(fù)合物; 復(fù)合物吸收可見光切

19、斷復(fù)合物吸收可見光切斷t=t之間的之間的c-c共共價(jià)鍵價(jià)鍵,使二聚體變成單體使二聚體變成單體; 光復(fù)酶從光復(fù)酶從dna鏈解離鏈解離. *光復(fù)活是原核生物中的一種主要修復(fù)形式。光復(fù)活是原核生物中的一種主要修復(fù)形式。遺傳學(xué)genetics二二 切除修復(fù)切除修復(fù)1.概念概念:（核苷酸外切修復(fù)、暗修復(fù)）先在損傷的（核苷酸外切修復(fù)、暗修復(fù)）先在損傷的任何一端打開磷酸二酯鍵，然后外切掉一段寡核任何一端打開磷酸二酯鍵，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修復(fù)性合成來填補(bǔ)，再由連苷酸；留下的缺口由修復(fù)性合成來填補(bǔ)，再由連接酶將其連接起來。酶作用不需要光的激活，但接酶將其連接起來。酶作用不需要光的激活，但黑暗不

20、是必要條件。黑暗不是必要條件。2.特點(diǎn)：消除由特點(diǎn)：消除由uv引起的損傷，也能消除由電離引起的損傷，也能消除由電離輻射和化學(xué)誘變劑引起的其他損傷。切除的片段輻射和化學(xué)誘變劑引起的其他損傷。切除的片段可由幾十到上萬可由幾十到上萬bp，分別稱短補(bǔ)丁修復(fù)、長補(bǔ)分別稱短補(bǔ)丁修復(fù)、長補(bǔ)丁修復(fù)。丁修復(fù)。遺傳學(xué)genetics3.過程：過程： 內(nèi)切酶的作用在內(nèi)切酶的作用在dna損傷的一端損傷的一端,切開形成切開形成一個(gè)切口一個(gè)切口; 外切酶的作用將損傷部位切除外切酶的作用將損傷部位切除; 聚合酶的作用將切口補(bǔ)齊聚合酶的作用將切口補(bǔ)齊,留下一個(gè)切口留下一個(gè)切口; 連接酶的作用將連接酶的作用將dna連接形成完整

21、的連接形成完整的dna鏈。鏈。遺傳學(xué)genetics4.特異性切除修復(fù)特異性切除修復(fù) e.coli 中明顯的損傷，可在中明顯的損傷，可在uvra、 uvrb、 uvrc的的作用下得以修復(fù)，但不明顯的損傷需要特異性修復(fù)。作用下得以修復(fù)，但不明顯的損傷需要特異性修復(fù)。 (1)糖基化酶修復(fù)：如果堿基被共價(jià)修飾，糖基化酶可糖基化酶修復(fù)：如果堿基被共價(jià)修飾，糖基化酶可作用于作用于c-n糖苷鍵，使堿基釋放，產(chǎn)生無堿基糖苷鍵，使堿基釋放，產(chǎn)生無堿基(ap)位點(diǎn)位點(diǎn), 再由再由ap內(nèi)切酶修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)。內(nèi)切酶修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)。 (2)ap內(nèi)切酶修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)：也由內(nèi)切酶修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)：也由內(nèi)切內(nèi)切、外切外切、聚合聚合和

22、和連接連接四種酶活性來完成，以修復(fù)四種酶活性來完成，以修復(fù)ap位點(diǎn)。位點(diǎn)。 *以上兩種修復(fù)過程都沒有涉及到以上兩種修復(fù)過程都沒有涉及到dna的重組的重組,屬于無屬于無誤差的修復(fù)誤差的修復(fù)。遺傳學(xué)genetics 三三 重組修復(fù)重組修復(fù)1.概念概念: 通過對通過對dna的復(fù)制和同源鏈的重組，來完成對損的復(fù)制和同源鏈的重組，來完成對損傷部位的修復(fù)，又稱復(fù)制后修復(fù)。傷部位的修復(fù)，又稱復(fù)制后修復(fù)。2.特點(diǎn)特點(diǎn): 修復(fù)過程伴隨修復(fù)過程伴隨dna的復(fù)制和重組；的復(fù)制和重組； 僅修復(fù)新合成的不完整的單鏈，原先的損傷單鏈仍僅修復(fù)新合成的不完整的單鏈，原先的損傷單鏈仍然保留；然保留； 部分重組蛋白的精確性差，修

23、復(fù)的出錯率較高。部分重組蛋白的精確性差，修復(fù)的出錯率較高。遺傳學(xué)genetics3.重組修復(fù)過程重組修復(fù)過程： (1)復(fù)制：以損傷單鏈為模板復(fù)制時(shí)，越過損傷部位，復(fù)制：以損傷單鏈為模板復(fù)制時(shí)，越過損傷部位，對應(yīng)位點(diǎn)留下缺口；未損傷單鏈復(fù)制成完整雙鏈。對應(yīng)位點(diǎn)留下缺口；未損傷單鏈復(fù)制成完整雙鏈。 (2)重組：缺口單鏈與完整同源單鏈重組，缺口轉(zhuǎn)移重組：缺口單鏈與完整同源單鏈重組，缺口轉(zhuǎn)移到完整鏈，使損傷單鏈的互補(bǔ)鏈完整，損傷單鏈仍到完整鏈，使損傷單鏈的互補(bǔ)鏈完整，損傷單鏈仍然保留。然保留。 (3)再合成：轉(zhuǎn)移后的缺口以新的互補(bǔ)鏈為模板聚合再合成：轉(zhuǎn)移后的缺口以新的互補(bǔ)鏈為模板聚合補(bǔ)齊。補(bǔ)齊。 遺傳

24、學(xué)genetics四四 sos修復(fù)修復(fù)1. 概念：是在概念：是在dna分子受損傷的范圍較大而且復(fù)分子受損傷的范圍較大而且復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的一種應(yīng)急修復(fù)作用。制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的一種應(yīng)急修復(fù)作用。2.可能的機(jī)理可能的機(jī)理:過程過程 當(dāng)當(dāng)dna損傷較大時(shí)損傷較大時(shí)(如產(chǎn)生很多的如產(chǎn)生很多的t=t)，正正常的常的dna多聚酶復(fù)制到損傷位點(diǎn)時(shí)，其活性受多聚酶復(fù)制到損傷位點(diǎn)時(shí)，其活性受到抑制；到抑制； 短暫抑制后產(chǎn)生一種新的短暫抑制后產(chǎn)生一種新的dna多聚酶，催多聚酶，催化損傷部位化損傷部位dna的復(fù)制，由于新的的復(fù)制，由于新的dna多聚酶多聚酶的修復(fù)校正功能較低，新合成的堿基錯配頻率較的修復(fù)校正功能較

25、低，新合成的堿基錯配頻率較高，易引起突變。高，易引起突變。遺傳學(xué)genetics3.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 修復(fù)系統(tǒng)需要在修復(fù)系統(tǒng)需要在dna分子受損傷的范圍分子受損傷的范圍較大而且復(fù)制受到抑制時(shí)才能夠啟動。較大而且復(fù)制受到抑制時(shí)才能夠啟動。 修復(fù)系統(tǒng)對錯配堿基的修復(fù)校正功能低修復(fù)系統(tǒng)對錯配堿基的修復(fù)校正功能低下，從而增加突變的頻率。下，從而增加突變的頻率。遺傳學(xué)genetics在緊急情況下，細(xì)胞通過一定水平的變異來換取細(xì)胞的在緊急情況下，細(xì)胞通過一定水平的變異來換取細(xì)胞的幸存，有利于細(xì)胞逃生。幸存，有利于細(xì)胞逃生。 4.sos系統(tǒng)的啟動：系統(tǒng)的啟動： 通過操縱子通過操縱子(結(jié)構(gòu)基因、啟動子、操縱基因、

26、調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因、啟動子、操縱基因、調(diào)節(jié)基因)來實(shí)現(xiàn)：來實(shí)現(xiàn)： a. sos基因：基因：reca基因、基因、uvra、uvrb、umuc等，等，也稱也稱din基因基因 (damage inducible gene)，為操縱子的為操縱子的結(jié)構(gòu)基因；結(jié)構(gòu)基因； b. lex基因：阻遏蛋白基因，正常情況下結(jié)合在操縱基因：阻遏蛋白基因，正常情況下結(jié)合在操縱基因上；基因上； c. reca基因：重組蛋白基因，應(yīng)急狀態(tài)下啟動蛋白基因：重組蛋白基因，應(yīng)急狀態(tài)下啟動蛋白質(zhì)水解酶活性，水解阻遏蛋白，使質(zhì)水解酶活性，水解阻遏蛋白，使din基因高效表達(dá)，基因高效表達(dá)，從而啟動從而啟動sos修復(fù)系統(tǒng)。修復(fù)系統(tǒng)。遺傳學(xué)

27、genetics五五 電離輻射損傷的修復(fù)電離輻射損傷的修復(fù) 氫鍵斷裂：氫鍵斷裂：dna分子雙鏈之間分子雙鏈之間1.電離輻射效應(yīng)電離輻射效應(yīng) * 共價(jià)鍵斷裂：共價(jià)鍵斷裂：dna單鏈斷單鏈斷 裂、雙鏈斷裂、堿基和糖基損傷裂、雙鏈斷裂、堿基和糖基損傷 交聯(lián)作用：交聯(lián)作用：dna與與dna、dna 與蛋白質(zhì)之間發(fā)生與蛋白質(zhì)之間發(fā)生2.電離輻射的修復(fù)：電離輻射的修復(fù)：1、超快修復(fù)、超快修復(fù)(0, 2min) (e. coli) 無無o2、單鏈單鏈 (dna連接連接酶酶) 2、快修復(fù)、快修復(fù)(幾分鐘幾分鐘) 其余其余90斷裂單鏈斷裂單鏈 (聚合酶聚合酶) 3、慢修復(fù)、慢修復(fù)(37 ,40-60min) 剩

28、余單鏈?zhǔn)Ｓ鄦捂?(重組修復(fù)酶系重組修復(fù)酶系統(tǒng)統(tǒng))遺傳學(xué)genetics六六 修復(fù)缺陷與人類疾病修復(fù)缺陷與人類疾病1. 著色性干皮病著色性干皮病 (xp, xeroderma pigmentosum) 位于位于1p的隱性基因控制，干性皮膚伴隨神經(jīng)系統(tǒng)的隱性基因控制，干性皮膚伴隨神經(jīng)系統(tǒng)疾病，由切除二聚體能力缺損造成。疾病，由切除二聚體能力缺損造成。2. cockayne syndrome (cs) 侏儒、視網(wǎng)膜萎縮。由缺損紫外線引起的侏儒、視網(wǎng)膜萎縮。由缺損紫外線引起的dna損損傷修復(fù)系統(tǒng)引起。傷修復(fù)系統(tǒng)引起。3. 共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張癥共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張癥 4. 早老癥早老癥遺傳學(xué)genet

29、ics第四節(jié)、基因突變的檢測第四節(jié)、基因突變的檢測一、大腸桿菌一、大腸桿菌 突變體的檢測突變體的檢測 1.影印法影印法strr突變體突變體 單菌落單菌落基本培養(yǎng)基本培養(yǎng)所有菌落生長所有菌落生長挑選抗性菌落挑選抗性菌落抗性培養(yǎng)抗性培養(yǎng) strr培養(yǎng)培養(yǎng)抗性菌落生長抗性菌落生長 (影印影印) strr菌落菌落 2.青霉素法青霉素法營養(yǎng)缺陷突變體營養(yǎng)缺陷突變體 野生型細(xì)菌野生型細(xì)菌誘變處理誘變處理pc培養(yǎng)培養(yǎng)少數(shù)菌落生長少數(shù)菌落生長 多數(shù)野生型細(xì)菌死亡多數(shù)野生型細(xì)菌死亡! 基本培養(yǎng)基本培養(yǎng) 突變型和少數(shù)野生型細(xì)菌突變型和少數(shù)野生型細(xì)菌 營養(yǎng)缺陷菌落營養(yǎng)缺陷菌落 營養(yǎng)補(bǔ)充培養(yǎng)營養(yǎng)補(bǔ)充培養(yǎng) 遺傳學(xué)gen

30、etics二二 真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出 菌絲過濾法菌絲過濾法麥孢菌營養(yǎng)缺陷型麥孢菌營養(yǎng)缺陷型 萌發(fā)菌絲萌發(fā)菌絲去除去除！分生孢子分生孢子誘變處理誘變處理液體通氣培養(yǎng)液體通氣培養(yǎng) (24h) 未萌發(fā)孢子未萌發(fā)孢子培養(yǎng)培養(yǎng) 萌發(fā)菌絲萌發(fā)菌絲去除去除！ 萌發(fā)菌絲萌發(fā)菌絲去除去除！ 未萌發(fā)孢子未萌發(fā)孢子 未萌發(fā)孢子未萌發(fā)孢子補(bǔ)充營養(yǎng)培養(yǎng)補(bǔ)充營養(yǎng)培養(yǎng)營養(yǎng)缺陷營養(yǎng)缺陷型型 說明：說明：未萌發(fā)孢子未萌發(fā)孢子死亡、營養(yǎng)缺陷和少數(shù)野生型死亡、營養(yǎng)缺陷和少數(shù)野生型 遺傳學(xué)genetics三三 果蠅突變的檢出果蠅突變的檢出1.性連鎖基因隱性突變的檢出性連鎖基因隱性突變的檢出(clb法法、 mull

31、er- 5) (1) clb品系：品系：c交換抑制因子；交換抑制因子；l隱性致死隱性致死突變；突變；b棒眼棒眼 檢出步驟檢出步驟：a. 將待測的果蠅與雜合將待測的果蠅與雜合（clb/+）果蠅雜交；果蠅雜交； b. 將將f1 clb 與與f1 （野生野生型）型）單對雜交單對雜交，目的是檢查某一特定，目的是檢查某一特定x染色體上染色體上的突變；的突變； 遺傳學(xué)geneticsc. 觀察分析：觀察分析： 有有x隱性致死突變，隱性致死突變，f2 無雄蠅無雄蠅(:clb和和l死亡死亡); 隱性非致死突變，隱性非致死突變， f2預(yù)期預(yù)期 :=2:1，突變性狀只在突變性狀只在f2雄蠅表現(xiàn)，雄蠅表現(xiàn)，f1clb中不表現(xiàn)；中不表現(xiàn)； 無無x隱性突變，在隱性突變，在f2 僅表現(xiàn)簡單的僅表現(xiàn)簡單的 :=2:1。遺傳學(xué)genetics (2) muller-5法： a. mulle