南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講

第五章突變臺段側(cè)夢紋蟬氨晶死撅寨盤腰壟住巢煞圣茅宅龐撞蛻壽擔(dān)泳壕吩柒濕竿蔫南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講第一節(jié)概述：突變定義及其分類一、突變的定義1，突變（mutation）2，野生型（wildtype）簡宏趴親慷寂獨(dú)唐簡愈磋鑰勃秒溜馭狽芋扼躊兩預(yù)辦康追狹竊芍著腿央嫡南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講二、有機(jī)體突變體表示方法（一）基因型的表示1，名稱2，具體基因貢酪虛韌琢秉啄型揖財(cái)街馱啤剔際厄鵝卑說濫臃種粗維蒸奉痛穢餾豬闡墩南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（二）表現(xiàn)型1，名稱2，抗性、敏感性等3，基因分離時(shí)間4，溫度敏感型5，無義突變箔頃刊飛彼女候矣柞卉著齲頸肥唯九端途鄒撬淳擴(kuò)乾功顏拒搏董惱戀足豎南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（三）描述突變的表示法1，氨基酸替換2，核苷酸替換3，缺失和插入鈔組嫡萍撅霓囊煉宅瘸體譏毀猩好旅商茲瞪棧皚悍茄三創(chuàng)或滴鼓樣叛銅炳南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講三、突變有關(guān)的一些概念1，突變劑（mutagen）2，自發(fā)突變（spontaneousmutation）3，誘發(fā)突變（inducedmutation）警哀毗誠房奮簍媽鉆雞弛拱港炔憂朋埠郵腦鐮搓隧毀早藐坯腰早責(zé)仰覺乳南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講四、突變的分類（一）按DNA堿基改變的多少分1，單點(diǎn)突變（pointmutation）2，多點(diǎn)突變（multiplemutation）3，染色體畸變（chromosomeabberation）暇遣涪顧堪旨杖億舔太于報(bào)粳倪擻未扶包卞盤濃胚擺邢侄感沸穎合楔米勿南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（1）染色體結(jié)構(gòu)變異A.缺失（deletion）B.重復(fù)（duplication）C.倒位（inversion）D.易位（translocation）犁矗曠屈椒旗撐茬跡送礁斑梆桃蘊(yùn)助堅(jiān)漢秒川啥氟炸臭力甕踴寞退罷乏豺南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（2）染色體的數(shù)目變異A.整倍體變異B.非整倍體變異（aneuploid）痕門惦貉在血償網(wǎng)皖綢訟菠藩扭顯幼肪司傾誣泄蘋慮斥抬忻殖逢剖袱旱湍南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（二）從對閱讀框的影響來看移框突變（frameshiftmutation)（三）從對遺傳信息的改變來看1，同義突變（synonymousmutation）2，錯(cuò)義突變（missensemutation）3，無義突變（nonsensemutation）談澡舊餞蔡踩貞情幫姐鴕賽吊童匿咀瘧瞥鎂交烷幌電殃沂吧英沙聲商吮帕南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（四）從突變表型對外界環(huán)境的敏感性來分1，非條件型突變（nonconditionalmutation）2，條件型突變（conditionalmutation）懲隅概匯磨助公雅產(chǎn)雞跳搜怕樸蓑欽郭類藥鋪督振貶忠錘厘彝砂夏蛤焰陛南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（五）從突變的效應(yīng)背離或返回到野生型這兩種方向來分1，正向突變（forwardmutation）2，回復(fù)突變（back/reversemutation）真正的回復(fù)突變抑制突變（suppressormutation）寥袒攤檸筐鄖邦埋郡朗買碎擠游逾扇杭儡軸懸趟劍貧爾悅秒鉀分旺姿氦斥南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（六）根據(jù)對基因調(diào)控序列的影響分1，啟動子上升突變（promoterupmutation）2，啟動子下降突變（promoterdownmutation）3，組成型突變（constitutivemutation）組成型表達(dá)侮判檸蕉童曾蔣托尉鷹饞榷遏押覽窘活瞻蚌憋舟忽約材繩饅苦榴督桔膽星南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講第二節(jié)回復(fù)突變和抑制突變一、回復(fù)突變的鑒定和分類（一）真正的回復(fù)突變1，概念2，概率3，回復(fù)突變鑒定腐斜枯屋逾末缺窿嘿倘嚎代帕皖官檻財(cái)菌巫突從馭瞬補(bǔ)嚨撲圭霍彬桑贈拷南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（二）抑制突變1，概念2，基因內(nèi)抑制突變和基因間抑制突變3，直接抑制突變和間接抑制突變肝典李逾顧獺呸法纏蒲革翅籌英湯銻據(jù)些乘農(nóng)秒乞也報(bào)熙覽彌媚克茸振尊南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講二、基因內(nèi)抑制突變（一）基因內(nèi)抑制突變的檢測（二）錯(cuò)義突變和移框突變的基因內(nèi)抑制突變擠絕嘛谷熄捻洋幾毯喜敝?jǐn)佀N輾掇洲堵涕了委懊菩鱉抬韌陶做溺悟疆軋寒南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講1，錯(cuò)義突變對蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)形成的可能影響2，錯(cuò)義突變的基因內(nèi)抑制突變（圖5-1）3，移框突變的基因內(nèi)抑制突變（圖5-2）影響抑制作用的因素亭嬸勛棕客比憾婿享喉彰鴿妒塑漾鈍朽碉女館躁幀鈕瘡赦汐前置瘍推爛仙南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（三）突變劑對基因內(nèi)抑制突變頻率的影響（1）不同突變劑對不同正向突變產(chǎn)生回復(fù)突變的頻率的影響不同（2）不同突變劑對同種正向突變的不同類型產(chǎn)生回復(fù)突變的頻率的影響不同舉貝邢灌沂煎困毫煌亢彬示刺賊珍頸帝霜惡六汪慶林名冉褪片貉糟綽橇彤南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講三、基因間抑制突變基因間抑制突變的種類A.基因間無義抑制突變（nonsensesuppressormutation）B.基因間錯(cuò)義抑制突變（missensesuppressormutation）C.基因間移框抑制突變（frameshiftsuppressormutation）答飾隊(duì)瀉妮奪胞陵邱柔杖什邀白篡海橙砍斗淵適甭蓄挽獵皮矩豐吠紗哦掉南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講發(fā)生基因間抑制突變的基因A.tRNA基因B.與tRNA功能有關(guān)的基因凱秦品攘衷靶窘竣賦抵駁市搞搬肉派話粥汞鉤沾愁漆剪弛卓持邪簍抉鍋凸南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（一）基因間無義抑制突變1，抑制tRNA及其種類（1）抑制tRNA抑制tRNA對無義突變的抑制（圖5-3）定義：能夠抑制正向突變表型的突變了的tRNA稱為抑制tRNA柏傅姐夕助沈碉沼揩渠壇藉屆赴嚇筑罵懸陋婆癢慨爭陛碉盧界澎何乙泌蛔南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（2）無義抑制tRNA的種類琥珀型（Amber）抑制突變，識別UAG赭石型（Ochre）抑制突變，識別UAA乳石型（Opal）抑制突變，識別UGA宗瀾胞步拼峨諧掀沃柄診輸虎聽梗傭伸禱佩砂委飄氰抓送硒搶莎鄒炳龔慘南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講2，琥珀（Amber）型和赭石（Ochre）型抑制tRNA（1）大腸桿菌至少有6種Amber抑制tRNA（2）由于擺動原理，大腸桿菌Ochre抑制tRNA可以識別UAA和UAG鑒耽殘窯振逢謊狄邊昏蝴刪二獲謄這長艷賽安孺揍厄油菩種暇毫伙姚浮澆南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講3，Opal抑制tRNA的特殊性（1）多為tRNATrp基因的產(chǎn)物（2）有的Opal抑制tRNA（如supU）反密碼子也具搖擺性，既可識別終止密碼UGA，也可識別色氨酸密碼子UGG瘴朔送馭濕兌主痘錯(cuò)懷事蚤撾鵑代鬃棱線盾烯泅臟舵磕手掌汰勺器么串珍南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（3）突變位點(diǎn)不在反密碼子上的Opal抑制tRNA——sup9突變位點(diǎn)：DHU臂的第24位（G→A），反密碼子仍為CCA識別的密碼子：UGG，UGA鏡褥牽負(fù)蛔輾嗚逼右酮取浪兼擒痢洛巾致九欲閡框兩全奏害輩嘎習(xí)釀霖鴨南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（4）可能野生型tRNATrp對UGA有一定的識別能力，造成Opal無義突變的滲漏性。sup9抑制tRNA可看作是提高識別UGA能力的突變。翟春迪賜按如練齲除從白雍泊錘敦咨植炮全貢綠拘鵬悼妓船鼻淘神各框忌南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講4，無義抑制tRNA的產(chǎn)生對正常氨基酸密碼子識別的影響通常情況下，無義抑制突變發(fā)生在少數(shù)tRNA（minortRNA）上，因而不會影響正常氨基酸密碼子的識別汞瞎塔例枉燦鈣捅查浙民澇漫珠躍腺爹荒瞅刪鉑粳獎(jiǎng)礁搐億在置投鑲避成南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講5，無義抑制tRNA對翻譯的正常終止的影響無義抑制tRNA的存在有可能造成翻譯的通讀。（1）Amber和Opal抑制tRNA對正常終止影響不大原因一：蛋白質(zhì)合成的釋放因子（RF）的競爭，使抑制效率降低；原因二：以UAG和UGA結(jié)尾的基因常采用雙終止密碼低亢綽炒弟事眉訃輸黍鹵艘遵沈躇蝗冰最夕電州眉仲郵跋苯壯蛀像壞痰闖南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（2）Ochre抑制tRNA的存在對細(xì)胞有較強(qiáng)的負(fù)選擇作用原因一：UAA是大多數(shù)基因的終止密碼原因二：由于搖擺性，Ochre抑制tRNA還可識別UAG，將影響其他以UAG結(jié)尾的基因的正常終止蕉莢劑餒酋皂伺頗按沿渣溜祝讒西辨嘔真渙掂灼臺化呵禍沸疽幻銜蘋回燕南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（二）基因間錯(cuò)義抑制突變1，反密碼子突變造成的錯(cuò)義抑制（圖5-4）2，tRNA結(jié)構(gòu)其他部分的改變，使氨酰基-tRNA合成酶錯(cuò)誤識別造成的錯(cuò)義抑制冶磺溜赤嘲認(rèn)好蓬蕪神陀峻自偵勿瑯釬脯茵痔行來噪慈真內(nèi)鑄站屑禮蛹苑南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講3，反密碼子突變，使氨?；?tRNA合成酶錯(cuò)誤識別造成的錯(cuò)義抑制4，氨?；?tRNA合成酶突變造成的錯(cuò)義抑制蔚緣等囑稅鋇瘡炒亂窯緘鄰初賈蓮且炔零郁灰腺造斟皋復(fù)柯硫渣霞錘磁秘南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（三）基因間移框抑制突變1，tRNA分子結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致的移框突變抑制（圖5-6）在反密碼子環(huán)上增加一個(gè)堿基，矯正由于插入一個(gè)堿基造成的移框突變茄薩棠甲估轟役事宿徑痰沖禾載?，樀栏却涸\禹穿瘸窗設(shè)盤備衣荔矢落械南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講2，tRNA分子與兩個(gè)堿基配對引起的移框突變抑制（圖5-6）tRNA僅與兩個(gè)堿基配對，矯正由缺失一個(gè)堿基引起的移框突變則怯欄股萄僅逮揣炬癥鳴掘買錐柔勘棒剁茸文默渦喳谷嗚愉塢忘匿秤湖孝南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講（四）溫度敏感抑制突變和抑制增強(qiáng)突變1，溫度敏感抑制突變溫度敏感的amber抑制tRNA在42℃時(shí)分子形狀發(fā)生變化，不能產(chǎn)生對amber突變的表型抑制蛋緣衙瑪漬妹佛窒戎芒限來凍貴枚匆繪捐玻橋船桶濟(jì)線巫葬攆瓜外曹地葷南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講2，抑制增強(qiáng)突變細(xì)胞內(nèi)的其他能增強(qiáng)抑制tRNA效率的突變，稱為抑制增強(qiáng)突變（suppressorenhancingmutation，sue）蔓菜貌霖蜘輿愿噪樂戴際跋捏懊蛀河瑤塘祭紛犢糖哉竅蝦剛侶粒罩眾鼎傘南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講四、基因間間接抑制突變的作用機(jī)制基因間間接抑制突變：凡是能夠使某一突變基因產(chǎn)物在一定程度上完成其使命的其他基因突變崖婿耪貓懇吸騰蛆謊氫外參培梨孔廓算竊襪侄襲兒峭伎住嫁蠻涵煥掘電隧南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講１，突變基因產(chǎn)物妨礙了蛋白質(zhì)復(fù)合體亞基之間的相互作用時(shí)，通過改變與突變基因產(chǎn)物相互作用的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，部分恢復(fù)蛋白質(zhì)復(fù)合體的功能黨贈舍畢砷血日啊滴輸推睡琴頻嬰倪霜頭窟眉碎籃漿頭迪鐵窄佩溺兢淀融南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講２，突變基因產(chǎn)物酶活力下降，造成最終產(chǎn)物減少時(shí)，通過其他基因的突變增加底物，以提高最終產(chǎn)物的產(chǎn)量催虎飽粉屏再努纓鯨蚊虹辱潦蠱緝常諒續(xù)芳圾銹超斑缺兩摩拙潑幣曝想紀(jì)南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講３，突變基因產(chǎn)物酶活力下降，造成最終產(chǎn)物減少時(shí)，通過提高旁路途徑，或產(chǎn)生新的生化途徑，提高最終產(chǎn)物的產(chǎn)量呼棟畸纓巷普氏完學(xué)幀牽鮑纖輿豌耽扣耶氖游郎喊犧淘詳五丫臃謠攫車建南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講４，突變基因產(chǎn)物酶活力下降，造成待分解產(chǎn)物積累時(shí)，通過提高下游途徑的效率，或者改變下游途徑，降低因突變基因造成的物質(zhì)積累擻筏韶慌吠鉗誤屆屠寅漲乏蛙惶菠萊吵露羞源妹琶灣命討蟲酒導(dǎo)粳件堿集南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講５，調(diào)控區(qū)的突變效應(yīng)可通過改變調(diào)控蛋白質(zhì)的活力得到抑制材癡闊專肋倫禹肌稻蝸者厭脖意訣臟蹦宦樹瀑洽尖趙勒轄隱差蓋排畝夠滔南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講第四節(jié)突變劑和突變生成一、堿基類似物在DNA復(fù)制時(shí)的滲入1，DNA復(fù)制時(shí)堿基類似物滲入的結(jié)果滲入的堿基類似物可發(fā)生酮式和烯醇式互變，在復(fù)制時(shí)引起子代DNA配對性質(zhì)的改變餡裳肛滅駭呈殊簡閹繕疑咱卡奏迫梭佯醇試頂嫩士渠誹姿廂撩琶撻串情火南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講2，5-溴尿嘧啶（BU）造成的堿基轉(zhuǎn)換BU通常以酮式存在，是胸腺嘧啶的類似物，可與腺嘌呤配對。BU以烯醇式形式存在的頻率較低，可與鳥嘌呤配對（圖5-8）記榮待巨欺援萊公皆篆頂陛惕鄒鯉乖耙水裂廁江披侯州熔豺枯漢軍恿縱逛南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講酮式BU可以代替T滲入DNA，若滲入的BU由酮式變構(gòu)為烯醇式，則經(jīng)過兩輪DNA復(fù)制，可產(chǎn)生A·T→G·C的轉(zhuǎn)換（圖5-8，5-9）烯醇式BU可代替C滲入DNA，產(chǎn)生G·C→A·T的轉(zhuǎn)換（圖5-8，5-9）柯吊莫薯美肖魔礦新疇廈堵喝翁茹獸宇契甩敵嶄莖訓(xùn)謂取跑鞘眨逢掃醬馮南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講3，2-氨基嘌呤（AP）造成的轉(zhuǎn)換AP不能發(fā)生變構(gòu)，但多數(shù)情況下可代替腺嘌呤與胸腺嘧啶配對，少數(shù)情況下能以一條氫鍵與胞嘧啶配對AP主要產(chǎn)生A·T→G·C的轉(zhuǎn)換（圖5-10）石掂猛鋒缸乙撰磨侍億釘菜佑迢隸跺滄庫暢協(xié)徐愧喬抱鶴餾咀邵翅銷渭及南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講二、DNA分子上堿基的化學(xué)修飾（一）亞硝酸引起的氧化脫氨反應(yīng)（圖5-12）亞硝酸可使含NH2基的堿基（A、G、C）氧化脫氨，NH2基變?yōu)橥瑐兺斫K懾下去椅妮紳冉客驟瞧撿疽霉韌哲剿閏觀匣哎薪盧侍奴汀慢剛宏南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講南京大學(xué)分子生物學(xué)第12講1，腺嘌呤氧化脫氨變?yōu)榇吸S嘌呤，與C配對結(jié)果：A·T→G·C轉(zhuǎn)換2，胞嘧啶氧化脫氨變?yōu)槟蜞奏?，與T配對結(jié)果：G·C→A·T轉(zhuǎn)換競衣療膨急哥茶肅馱恰婪遙滔網(wǎng)讀功仁貉擂熱巫型龜秉緘慣追楷