基因突變及檢出

基因突變及檢出第一頁，共六十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)基因的概念及其發(fā)展經(jīng)典遺傳學(xué)孟德爾“遺傳因子”

——生物性狀遺傳的符號基因——位于染色體上的遺傳功能單位基因是功能、突變和交換與重組“三位一體”的、最小的、不可分割的基本遺傳單位.第二頁，共六十八頁，2022年，8月28日分子遺傳學(xué)認(rèn)為基因是可分的最小功能單位是“順反子”(sistron)最小突變單位是“突變子”(muton)最小交換重組單位是“重組子”

(recon)第三頁，共六十八頁，2022年，8月28日操縱子（operon)

由操縱基因以及緊接著的若干結(jié)構(gòu)基因所組成的功能單位。其中的結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄受操縱基因控制。第四頁，共六十八頁，2022年，8月28日I+P+O+z+

I+P+Ocz+I-P+O+z+

I-P+O+z+/F’I+IsP+O+z+IsP+O+z+/F’I+基因型有乳糖無乳糖突變型轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄不轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)型組成型超阻遏型誘導(dǎo)型操縱子（operon)

由操縱基因以及緊接著的若干結(jié)構(gòu)基因所組成的功能單位。其中的結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄受操縱基因控制。第五頁，共六十八頁，2022年，8月28日隔裂基因（interruptedgene，split-gene)外顯子（exon)：編碼序列內(nèi)含子（intron)：非編碼序列第六頁，共六十八頁，2022年，8月28日Spiltgene的意義:有利于儲存較多的信息有利于變異與進(jìn)化增加重組機(jī)會可能與基因調(diào)控有關(guān)第七頁，共六十八頁，2022年，8月28日重疊基因（overlappinggene)

ФХ174單鏈環(huán)狀基因組B在A中，讀碼不同E在D中，讀碼不同J和D重疊，共用一個堿基C、D重疊一個堿基K與ABC重疊，讀碼不同K3%漏讀與感染有關(guān)蛋白AUG……………UGA……………UAAUGA外殼蛋白1973WeinerE.ColiRNA病毒

由于閱讀框架或終止早晚的不同，同一條DNA編碼多個不同基因。第八頁，共六十八頁，2022年，8月28日可移動基因（moveablegene)(transposableelement,轉(zhuǎn)座元件)第九頁，共六十八頁，2022年，8月28日基因的現(xiàn)代概念編碼蛋白質(zhì)的DNA片段非編碼基因基因都是可以表達(dá)的非表達(dá)基因染色體上一段連續(xù)DNA隔裂基因染色體上一段固定DNA可移動基因染色體上一段獨(dú)立DNA重疊基因信息從DNA→RNA逆轉(zhuǎn)錄酶過去現(xiàn)在第十頁，共六十八頁，2022年，8月28日基因的現(xiàn)代概念一個基因相當(dāng)于DNA分子上的特定區(qū)段，含有特定的遺傳信息。這類信息或者被轉(zhuǎn)錄為RNA或者被翻譯成多肽鏈或者對其他基因的活動起調(diào)控作用。第十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日超基因(supergene)

作用于一種性狀或作用于一系列相關(guān)性狀的幾個緊密連鎖的基因。例如人的血紅蛋白基因簇

21

簇

GyAy

簇1020304050kb第十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日假基因(pseudogeng)

具有與功能基因相似的序列，但由于許多突變以致失去了原有功能，是沒有功能的基因。用表示。

21

簇

一般認(rèn)為是由mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，然后整合在基因組中無內(nèi)含子序列無啟動子序列5′端都有poly(A)序列第十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日據(jù)執(zhí)行功能和性質(zhì)可分為rRNA基因（ribosomalRNAgene)tRNA基因（transferRNAgene)

結(jié)構(gòu)基因（structuralgene)

調(diào)節(jié)基因（regulatorygene)

操縱基因（operatorgene)

啟動基因（promotergene)第十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)基因突變的一般特征一.基本概念

基因突變：基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致一種等位狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，也稱點(diǎn)突變(pointmutation)。正向突變：背離野生型的突變。a+→a

反向突變：轉(zhuǎn)向野生型的突變。a→a+

突變體：由于基因突變而表現(xiàn)突變性狀的個體或細(xì)胞。基因突變率：生物體在每一世代中發(fā)生突變的機(jī)率。顯性突變：突變后的基因?qū)υ任换蝻@性。隱性突變：突變后的基因?qū)υ任换螂[性。第十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日二.一般特征自發(fā)突變率低第十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日可逆性：正突變u

基因A基因a通常u>v

反突變v2.可逆性和重演性重演性：同一突變可以在同種生物的不同個體間多次發(fā)生。第十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日3.多方向性

——產(chǎn)生復(fù)等位基因a1a2a3···A第十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日果蠅的眼色第十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日植物自交不親和性第二十頁，共六十八頁，2022年，8月28日人的ABO血型

血型基因型OiiAIAIA,IAiBIBIB,

IBiABIAIB第二十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日4.有害性和有利性（程度不同）第二十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日

親緣關(guān)系相近的物種因其遺傳基礎(chǔ)相近，會發(fā)生相似的基因突變的現(xiàn)象。5.平行性第二十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日三.體細(xì)胞與生殖細(xì)胞突變第二十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日體細(xì)胞突變早期突變在生長群體中所產(chǎn)生的突變細(xì)胞比例大于晚期突變。第二十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日2.生殖細(xì)胞突變

發(fā)生在最終形成性細(xì)胞的組織中突變可通過受精作用傳至下一代第二十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日四.突變與性狀表現(xiàn)1.形態(tài)突變第二十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日2.致死突變第二十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日3.生化突變第二十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日第三節(jié).基因突變的分子基礎(chǔ)一.自發(fā)突變1.堿基錯配2.自發(fā)損傷

轉(zhuǎn)換（transition)（同型堿基替代）eg.AT→GC

顛換（transversion)（異型堿基替代）eg.AT→CG

堿基的缺失和重復(fù)

——移碼突變（frameshiftmutation)第三十頁，共六十八頁，2022年，8月28日正常配對A＝TC≡G錯誤配對

A＝CT≡GC＝

AT≡G第三十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日自發(fā)損傷（spontaneouslesions)脫嘌呤脫氨基氧化性損傷第三十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日GTCACGTCTAGTGCAGCAGTG復(fù)制CAGTCACGTCTGTAGACGTCTGCAG復(fù)制ACGTCTGCAGACGTCTGCAGACGTCTGCAGACATCTGTAG突變DNA復(fù)制錯誤第三十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日二.誘發(fā)突變1.物理誘變電離非電離誘變因素電離輻射離子輻射紫外線

x射線射線a

射線b

射線質(zhì)子中子第三十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日第三十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日有效波長260nm產(chǎn)生嘧啶二聚體

紫外線第三十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日

輻射劑量與基因突變率成正比

輻射強(qiáng)度與基因突變率無關(guān)第三十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日

堿基類似物作為DNA成分摻入，引起堿基對的替換。

烷化劑活潑烷基轉(zhuǎn)移到堿基的電子密度較高的位置上，并置換其中的氫原子，使其成為高度不穩(wěn)定的物質(zhì)DNA修飾劑

通過與堿基作用，使其分子結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致堿基替代。

結(jié)合到DNA分子中的化合物引起密碼的閱讀順序發(fā)生改變。2.化學(xué)誘變第三十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日堿基類似物5溴尿嘧啶（5BU)5BU＝A5BU＝G第四十頁，共六十八頁，2022年，8月28日第四十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日第四十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日HN2氮芥EMS甲基磺酸乙酯HNCH2CH2ClCH2CH2ClC2H6—O—S—CH3O＝O＝DNA修飾劑烷化劑第四十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日羥氨（hydroxylamine,HA)N—OHHH——第四十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日亞硝酸（NA）AH脫氨CG→TAAT→GCCU脫氨第四十五頁，共六十八頁，2022年，8月28日嵌入劑原黃素丫啶橙堿基插入或缺失第四十六頁，共六十八頁，2022年，8月28日核苷酸與遺傳信息堿基替換導(dǎo)致

a.中性突變eg.AGG→CGG(都編碼精氨酸）

CAC→CGC（組氨酸、精氨酸）

b.錯義突變（功能改變）

堿基缺失或重復(fù)導(dǎo)致移碼突變移碼突變錯義突變蛋白質(zhì)的功能影響AGUA纈CAU組CUU亮ACU蘇CCU脯GAA谷GAA谷AAA賴BGUA纈CAAA賴人血紅蛋白鏈c.無義突變（突變成終止密碼）第四十七頁，共六十八頁，2022年，8月28日第四節(jié)突變體的檢出一.細(xì)菌營養(yǎng)缺陷型的檢出

——影印培養(yǎng)法MM-原養(yǎng)型MM+lys賴氨酸缺陷型MM+leu亮氨酸缺陷型MM+arg精氨酸缺陷型第四十八頁，共六十八頁，2022年，8月28日——青霉素法青霉素阻礙細(xì)胞壁合成原養(yǎng)型可生長死亡營養(yǎng)缺陷型不生長存活利用補(bǔ)充培養(yǎng)基鑒定MM培養(yǎng)基第四十九頁，共六十八頁，2022年，8月28日二.真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出

分生孢子過濾第五十頁，共六十八頁，2022年，8月28日子囊孢子分離第五十一頁，共六十八頁，2022年，8月28日第五十二頁，共六十八頁，2022年，8月28日一個基因一個酶學(xué)說G.W.Beadle和對紅色面包霉進(jìn)行生化突變的研究，于1941年提出了“一個基因一個酶”假說，從而把基因與性狀聯(lián)系了起來。第五十三頁，共六十八頁，2022年，8月28日突變型a：必須提供精氨酸才能正常生長。突變型c：提供精氨酸可以生長，但不給精氨酸而只提供瓜氨酸也能生長。突變型o：在有精氨酸或瓜氨酸的條件下能生長，但只提供鳥氨酸也能正常生長。

基因O基因C基因A↓↓↓

酶Ⅰ酶Ⅱ酶Ⅲ↓↓↓前體→鳥氨酸→瓜氨酸→精氨酸→蛋白質(zhì)

精氨酸瓜氨酸鳥氨酸a+--c++-o+++第五十四頁，共六十八頁，2022年，8月28日假設(shè)粗糙鏈孢霉的代謝過程中各個步驟是由一定的基因所控制?，F(xiàn)有1、2、3、4四種生化突變型，它們都是不能在基本培養(yǎng)基上生長。如果將這四種突變型分別培養(yǎng)于加有A、B、C、D和E的五種基本培養(yǎng)基上，結(jié)果如下：突變型ABCDE1＋－