遺傳信息的改變

遺傳信息的改變第六章遺傳信息的改變第一節(jié)染色體畸變第二節(jié)基因突變第三節(jié)突變的抑制與DNA修復第四節(jié)重組與轉座第2頁,共111頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)染色體畸變一、染色體結構的改變二、染色體數(shù)目的變異第3頁,共111頁，2024年2月25日，星期天一、染色體結構的改變?nèi)旧w結構的改變是指在自然突變或人工誘變的條件下使染色體的某區(qū)段發(fā)生改變，從而改變了基因的數(shù)目、位置和順序。可分為4種類型：1、缺失(deletion)2、重復(duplication)3、倒位(inversion)4、易位(translocation)第4頁,共111頁，2024年2月25日，星期天1、缺失(deletion)缺失是指一個正常染色體上某區(qū)段的丟失，因而該區(qū)段所載荷的基因也隨之丟失。⑴缺失的類型⑵缺失產(chǎn)生的原因⑶缺失的遺傳與表型效應⑷缺失的應用第5頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴缺失的類型丟失的區(qū)段如發(fā)生在兩臂的內(nèi)部，稱為中間缺失；如發(fā)生在頂端，稱為頂端缺失。一般以中間缺失較為普遍。發(fā)生缺失后，帶有著絲粒的那一段染色體，仍可繼續(xù)存留在細胞里，沒有著絲粒的另一段（斷片），將隨細胞分裂而消失。第6頁,共111頁，2024年2月25日，星期天缺失的細胞學鑒定無著絲粒斷片；最初發(fā)生缺失的細胞在分裂時可見無著絲粒斷片。缺失環(huán)(環(huán)形或瘤形突出)；中間缺失雜合體偶線期和粗線期出現(xiàn)；二價體末端突出；頂端缺失雜合體粗線期、雙線期，交叉未完全端化的二價體末端不等長。注意：較小的缺失往往并不表現(xiàn)出明顯的細胞學特征；缺失純合體減數(shù)分裂過程也不表現(xiàn)明顯的細胞學特征。第7頁,共111頁，2024年2月25日，星期天玉米缺失雜合體粗線期缺失環(huán)第8頁,共111頁，2024年2月25日，星期天果蠅唾腺染色體的缺失圈第9頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵缺失產(chǎn)生的原因①染色體損傷后產(chǎn)生末端缺失，非重建性愈合可產(chǎn)生中間缺失或形成環(huán)狀染色體。②染色體紐結：染色體發(fā)生紐結時若在紐結處產(chǎn)生斷裂和非重建愈合，就可能形成中間缺失。③不等交換：在聯(lián)會時略有參差的一對同源染色體之間發(fā)生不等交換，結果產(chǎn)生了重復和缺失。（圖示）④轉座因子可以引起染色體的缺失和倒位。第10頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Ⅰ缺失a.正常染色體染色體結構的變異雜合體在減數(shù)分裂時染色體的聯(lián)合第11頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶缺失的遺傳與表型效應①致死或出現(xiàn)異常

其嚴重程度取決于缺失區(qū)段的大小、所載基因的重要性以及屬缺失純合體還是雜合體而定。②假顯性或擬顯性(pseudodominant)

顯性基因的缺失使同源染色體上隱性非致死等位基因的效應得以顯現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為假顯性或擬顯性。例：果蠅缺刻翅(notch)。第12頁,共111頁，2024年2月25日，星期天缺失雜合體的假顯性現(xiàn)象McClintock（1931）的玉米X射線輻射試驗。第13頁,共111頁，2024年2月25日，星期天貓叫綜合癥cri-du-chatsyndrome,或catcrysyndromeLejeune等在1963年首先報導了三例，患兒的哭聲似貓叫，故得名。它是由于5號染色體短臂缺失（5P-）所致,因而又稱5P-綜合征，發(fā)病率約為1/5萬，女性多于男性，并有生長和智能發(fā)育不全。第14頁,共111頁，2024年2月25日，星期天貓叫綜合癥

（第5號染色體短臂缺失）第15頁,共111頁，2024年2月25日，星期天X染色體C區(qū)的2-11區(qū)域缺失，該區(qū)含有控制果蠅翅形、剛毛分布及眼色的基因缺失引起白眼基因的擬顯性表達♀

X+XN×

XwY♂紅眼白眼缺刻翅正常翅w紅眼白眼紅眼死亡正常翅缺刻翅

正常翅♀♀♂♂紅眼+NX+X

+XwXNw

NX+Y

+XNY

N白眼

w第16頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑷缺失的應用常作為一種研究手段進行某些功能基因的定位研究，以及探測某些調(diào)控元件和蛋白質(zhì)的結合位點等。例：人類決定睪丸分化的基因(SRY基因)就是通過對幾例Y染色體上某區(qū)段的缺失而發(fā)生性反轉的病例研究發(fā)現(xiàn)的。第17頁,共111頁，2024年2月25日，星期天2、重復(duplication)重復是一個正常染色體增加了與本身相同的一段。⑴重復的類型⑵重復產(chǎn)生的原因⑶重復的遺傳與表型效應⑷重復的應用第18頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴重復的類型①順接重復(tandemduplication)

重復區(qū)段按原有的順序相連接，即重復順序所攜帶的遺傳信息的順序和方向與染色體上原有的順序相同。②反接重復(reverseduplication)

重復區(qū)段按顛倒順序連接，即重復順序所攜帶DNA順序和原來的相反。③同臂重復

重復的片段在同一條染色體臂上。④異臂重復

重復的片段在不同的染色體臂上。第19頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵重復的產(chǎn)生的原因①斷裂－融合橋的形成染色體由于斷裂而丟失了端粒的可自身連接形成環(huán)狀染色體，復制后若姊妹染色體單體之間發(fā)生交換，則在有絲分裂后期可以形成染色體橋。由于附著在紡綞絲上的著絲粒不斷拉動導致橋的斷裂，從而導致染色體的重復和缺失。②染色體紐結一對同源染色體中的一條若發(fā)生紐結和斷裂，可能會產(chǎn)生反接重復和缺失。③不等交換一對同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生了不等的交換，會導致染色體的缺失與重復。(圖示)第20頁,共111頁，2024年2月25日，星期天頂端缺失的形成(斷裂)復制姊妹染色單體頂端斷頭連接(融合)有絲分裂后期橋(橋)新的斷裂斷裂—融合—橋第21頁,共111頁，2024年2月25日，星期天果蠅X染色體上16A區(qū)段重復的形成第22頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ重復a.正常染色體b.染色體結構的變異雜合體在減數(shù)分裂時染色體的聯(lián)合第23頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶重復的遺傳與表型效應①破壞正常的連鎖群，影響固有基因的交換率。②位置效應③劑量效應④表型異常一個基因隨著染色體畸變而改變了原有基因間的位置關系，所引起的表型改變的現(xiàn)象稱為位置效應。由于基因拷貝數(shù)的不同，而表現(xiàn)了不同的表型差異稱為劑量效應。如果重復的基因或產(chǎn)物對生物發(fā)育和性細胞活力很重要，就會引起表型異常。第24頁,共111頁，2024年2月25日，星期天重復的遺傳效應位置效應(positioneffect)：果蠅的棒眼遺傳——是重復造成表現(xiàn)型變異的最早和最突出的例子。棒眼表現(xiàn)型的果蠅只有很少的小眼數(shù)，其眼睛縮成狹條。這種表現(xiàn)型是由X染色體16A橫紋區(qū)的重復所產(chǎn)生的。第25頁,共111頁，2024年2月25日，星期天果蠅眼面大小遺傳的位置效應正常眼棒眼純合棒眼純合重棒眼重棒眼780358694525第26頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑷重復的應用①通過重復可以研究位置效應②可以用于雜種優(yōu)勢固定。

對于一個雜合體A/a來說，A、a會發(fā)生分離，不能真實遺傳。通過不等交換或基因工程獲得順式結構，那么就不會分離而可固定雜種優(yōu)勢。第27頁,共111頁，2024年2月25日，星期天3、倒位(inversion)倒位是指一個染色體上某區(qū)段的正常排列順序發(fā)生了180°的顛倒。⑴倒位的類型⑵倒位產(chǎn)生的原因⑶倒位的遺傳與表型效應⑷倒位的應用第28頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴倒位的類型根據(jù)倒位區(qū)段包含著絲粒的有無，可分為以下兩種類型：①臂內(nèi)倒位(paracentricinversion)

一個臂內(nèi)不含著絲粒的顛倒。(圖示)②臂間倒位(paricentricinversion)

兩個臂間并包含著絲粒的顛倒。(圖示)第29頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵倒位產(chǎn)生的原因①染色體紐結、斷裂和重接。②轉座因子可以引起染色體的倒位。第30頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Ⅲ倒位a.正常染色體b.染色體結構的變異雜合體在減數(shù)分裂時染色體的聯(lián)合第31頁,共111頁，2024年2月25日，星期天臂間倒位雜合體的交換第32頁,共111頁，2024年2月25日，星期天臂內(nèi)倒位雜合體的交換第33頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶倒位的遺傳與表型效應①引起基因重排②產(chǎn)生倒位圈

在減數(shù)分離聯(lián)會時，倒位的染色體與其同源的正常染色體配對過程中，倒位的區(qū)段會出現(xiàn)環(huán)狀的倒位圈。③對生物生活力的影響④對生物物種進化的影響

多次發(fā)生倒位并通過雜合體自交純化后，出現(xiàn)倒位純合體后代并形成生殖隔離，往往會形成新的物種，促進物種的進化。第34頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑷倒位的應用由于倒位能抑制重組，利用此特點可將其應用在與突變檢測和致死品系的建立與保存上。如兩個不同的致死基因反式排列在一對同源染色體上，無須選擇就能保持真實遺傳，使致死品系得以保存。第35頁,共111頁，2024年2月25日，星期天4、易位(translocation)易位是指兩對非同源染色體間某區(qū)段的轉移。⑴易位的類型⑵易位產(chǎn)生的原因⑶易位的遺傳與表型效應⑷易位的應用第36頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴易位的類型①相互易位(reciprocaltranslocation)②單向易位(simpletranslocation)(Robertsoniantranslocation)第37頁,共111頁，2024年2月25日，星期天①相互易位指非同源染色體間相互置換了一段染色體片段。其結果是：

a.兩條染色體都含有著絲粒，稱對稱型相互易位。

b.產(chǎn)生雙著絲粒染色體和無著絲粒染色體的片段，后者可形成微核或丟失，稱為非對稱型相互易位。相互易位與基因交換的區(qū)別：

交換是發(fā)生在同源染色體之間，而易位是發(fā)生在非同源染色體之間。第38頁,共111頁，2024年2月25日，星期天②單向易位一個染色體的某區(qū)段結合到另一非同源染色體上。第39頁,共111頁，2024年2月25日，星期天③羅伯遜易位也稱著絲粒融合。它是由兩個非同源的端著絲粒染色體的著絲粒融合，形成一個大的中或亞中著絲粒染色體。第40頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵易位產(chǎn)生的原因①斷裂非重建性愈合。②轉座因子的作用。第41頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Ⅳ易位a.正常染色體b.染色體結構的變異雜合體在減數(shù)分裂時染色體的聯(lián)合第42頁,共111頁，2024年2月25日，星期天易位雜合體的聯(lián)會和分離第43頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶易位的遺傳與表型效應①易位可以改變正常的連鎖群②位置效應③基因重排導致癌基因活化，產(chǎn)生腫瘤。④假連鎖現(xiàn)象⑤易位可導致動物的繁殖機能和生產(chǎn)性能降低第44頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑷易位的應用主要應用于動植物的育種。在誘變育種上，人們通過誘發(fā)易位，把某一類型或種、屬的基因轉移過來。例1：將小傘山羊草的抗小麥銹病基因轉移到小國春小麥上。例2：將蠶二號染色體上的斑紋基因易位于W染色體上，成為伴性遺傳而用于幼蟲的性別鑒定。第45頁,共111頁，2024年2月25日，星期天二、染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目的變異是指染色體數(shù)目發(fā)生不正常的改變。染色體組：在動物細胞染色體中，每一種染色體都有一個相應的大小、形態(tài)、結構相同的同源染色體，每一種同源染色體之一構成的一套染色體，稱為一個染色體組。一套染色體上帶有相應的一套基因，所以，也稱為一個基因組(genome)。第46頁,共111頁，2024年2月25日，星期天NormalHumanKaryotypes第47頁,共111頁，2024年2月25日，星期天1、整倍體的變異整倍體(euploid)是指含有完整染色體組的細胞或生物。整倍體的變異是指細胞中整套染色體的增加或減少。整倍體的類型可分為：一倍體(monoploid)、單倍體(haploid)、二倍體(diploid)和多倍體(polyploid)。第48頁,共111頁，2024年2月25日，星期天概念辨析－一倍體和單倍體含有一個染色體組的細胞或生物稱一倍體(x)；含有配子染色體數(shù)的生物稱單倍體(n)，它具有正常體細胞染色體數(shù)的一半。大部分動物單倍體和一倍體是相同的，都含有一個染色體組，x和n可以交替使用。而在某些植物中，x和n的意義則不同，如小麥(共有6套染色體，42條染色體）。第49頁,共111頁，2024年2月25日，星期天2、非整倍體的變異非整倍體是指細胞中含有不完整的染色體組的生物。非整倍體的變異是指在正常染色體(2n)的基礎上發(fā)生個別染色體的增減現(xiàn)象。按變異類型，非整倍體可分為：⑴單體：2n-1⑵缺體：2n-2⑶多體：2n+m第50頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴單體：2n-1指二倍體染色體組丟失一條染色體（2n－1）的生物個體。如：人類的Turner氏綜合征，XO第51頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵缺體：2n-2指有一對同源染色體全部丟失（2n－2）的生物個體。一般是致死的。第52頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶多體：2n+m指二倍體染色體增加了一個或多個染色體的生物個體的通稱?？煞譃椋孩偃w②雙三體③四體第53頁,共111頁，2024年2月25日，星期天①三體Trisomy指多了某一條染色體（2n+1）的生物個體。由于劑量效應，三體常表現(xiàn)異常。第54頁,共111頁，2024年2月25日，星期天人類染色體異常常染色體異常：人類的染色體異常中，缺少一條染色體的配子通常是沒有受精能力的，多一條染色體的配子雖然可以受精而形成三體，但三體個體絕大多數(shù)在胚胎或胎兒期死亡而表現(xiàn)為自發(fā)性流產(chǎn)。第55頁,共111頁，2024年2月25日，星期天染色體異常自發(fā)性流產(chǎn)胎兒的染色體組型和頻率自發(fā)性流產(chǎn)類型頻率（%）常染色體三體5247，+143.747，+154.247，+1616.447，+183.047，+214.747，+225.7其他三體14.345，X18三倍體17四倍體6不平衡易位3其他4第56頁,共111頁，2024年2月25日，星期天AbnormalitiesofSexChromosomeNumberinHumans第57頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Down’s綜合征人類常染色體異常最常見的是Down’s綜合征（47，+21也稱先天愚型），也是唯一能活到成年的常染色體三體。表現(xiàn)為智力低下、塌鼻梁、通貫手、口常開、流口水、手粗糙、手指短、小指呈彎曲樣。該病的發(fā)病率約1/650，三體型占95%，易位型占4%，嵌合型占1%。約20%在出生后第一年死于先天性心臟病和呼吸道感染，平均壽命約18歲。第58頁,共111頁，2024年2月25日，星期天DownsSy.

Trisomy-21第59頁,共111頁，2024年2月25日，星期天DownsSyndrome-Trisomy-21SimianCrease第60頁,共111頁，2024年2月25日，星期天DownsSyndrome:MentalretardationNeckfoldsEpicanthicfoldsFlatfacialprofileSimiancreaseHypotoniaUmbilicalherniaLeukemia第61頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Thiskaryotypeshowsthreenumber21chromosomesDownsyndromeAnextracopyofchromosome21causesDownsyndrome第62頁,共111頁，2024年2月25日，星期天患者父母正常，是由于減數(shù)分裂時染色體不分開所致，母親的年齡是影響發(fā)病率的主要原因。常見的染色體三體還有：Edwards綜合征（47，+18；Patau綜合征（47，13）等。第63頁,共111頁，2024年2月25日，星期天ThechanceofhavingaDownsyndromechildgoesupwithmaternalage第64頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Klinefelter綜合征有一個Barr小體及一個Y小體，因此，核型為47，XXY。該病外生殖器呈男性，但不育（無精子產(chǎn)生），青春期乳房發(fā)育，胡須稀少，喉結不明顯，皮膚細致如女性，性情體態(tài)如女性，體力較弱第65頁,共111頁，2024年2月25日，星期天第66頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Turner綜合征也稱先天性卵巢發(fā)育不全綜合征，細胞內(nèi)既無Baar小體,也無Y小體。外生殖器呈女性且發(fā)育不良，乳房不發(fā)育，身材矮小，面容呆板、智力發(fā)育遲緩，無生育能力。第67頁,共111頁，2024年2月25日，星期天第68頁,共111頁，2024年2月25日，星期天XYY綜合征（超雄）細胞內(nèi)有兩個Y小體?；颊咄獗砟行裕硇痛蠖嗾＃缮?，但身材特別高大，性格受損，表現(xiàn)為極度不安定和不負責；有暴力傾向，但通常針對財產(chǎn)（盜竊、搶劫、詐騙、放火等），犯罪年齡平均13.1歲。第69頁,共111頁，2024年2月25日，星期天多X綜合征（超雌）細胞內(nèi)有一個以上的X小體，大多數(shù)與正常女性無明顯差別，有生育能力，但智力發(fā)育較差；也有些表現(xiàn)為性發(fā)育幼稚，原發(fā)性閉經(jīng)，不育第70頁,共111頁，2024年2月25日，星期天3、嵌合體(geneticmosaic)嵌合體是指含有兩種以上染色體數(shù)目或類型細胞的個體。將含有雌雄兩種細胞類型的稱為雌雄嵌合體或兩性嵌合體。第71頁,共111頁，2024年2月25日，星期天AbnormalchromosomecountisaresultofnondisjunctionEither

homologous

pairsfailto

separate

during

meiosisIAccidentsduringmeiosiscanalterchromosomenumberNondisjunction

inmeiosisINormal

meiosisIIGametesn+1n+1n–1n–1Numberofchromosomes第72頁,共111頁，2024年2月25日，星期天OrsisterchromatidsfailtoseparateduringmeiosisIINormal

meiosisINondisjunction

inmeiosisIIGametesn+1n–1nnNumberofchromosomes第73頁,共111頁，2024年2月25日，星期天FertilizationafternondisjunctioninthemotherresultsinazygotewithanextrachromosomeEgg

cellSperm

celln+1n(normal)Zygote

2n+1第74頁,共111頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)基因突變基因突變(genemutation)是在基因水平上遺傳物質(zhì)中任何可檢測的能遺傳的改變，不包括遺傳重組。按其發(fā)生的原因分為自發(fā)突變和誘發(fā)突變兩大類?；蛲蛔兗瓤捎煞派渚€所引起，也可由一些化學物質(zhì)所引起。第75頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變及其分類突變自發(fā)突變誘發(fā)突變復制錯誤化學改變堿基錯配DNA復制跳格脫嘌呤脫氨基氧化損傷高能放射作用—如紫外線產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體化學誘變劑堿基類似物的滲入堿基修飾物插入劑第76頁,共111頁，2024年2月25日，星期天1、基因突變的類型根據(jù)誘發(fā)的原因，基因突變可分為以下兩個類型：

1.自發(fā)突變(spontaneousmutation)所謂的自發(fā)突變，是指在沒有人工特設的誘發(fā)條件下，由于外界環(huán)境的自然作用或生物體內(nèi)生理或生化變化而誘發(fā)的突變。2.誘發(fā)誘變(inducedmutation)這是指由人工特設誘發(fā)因素而引起的突變。第77頁,共111頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)突變引起的表型特征，可將突變分為：１．形態(tài)突變（morphologicalmutation）是泛指能造成外形改變的突變。例：普通綿羊的四肢有一定的長度，但安康羊（Anconsheep）的四肢很短，這類突變可在外觀上看到，稱為可見突變（visiblemutations）

第78頁,共111頁，2024年2月25日，星期天續(xù)：根據(jù)突變引起的表型特征，可將突變分為：２．致死突變（lethalmutation）：是指能造成個體死亡的突變。致死突變型又可分為全致死突變型（９０％以上死亡），亞致死突變（50%~90%％死亡）；半致死突變（10%~50%死亡）和弱致死突變（10%以下死亡）。

顯性致死：雜合態(tài)即有致死。隱性致死：純合態(tài)才有致死鐮刀形貧血癥、植物白化基因等

第79頁,共111頁，2024年2月25日，星期天續(xù)：根據(jù)突變引起的表型特征，可將突變分為：3．條件致死突變（conditionallethalmutation)：指在一定條件下表現(xiàn)致死效應，而在其它條件下可以存活的突變。例:

噬菌體T4的溫度敏感突變型在25℃時能在E.coli宿主中正常生長，形成噬菌斑，但在42℃時就不能這樣。

4．生化突變（biochemicalmutation)：指沒有形態(tài)效應，但導致某種特定生化功能改變的突變。

例：鏈孢霉的氨基酸突變型＋某種氨基酸才能生長第80頁,共111頁，2024年2月25日，星期天2、突變產(chǎn)生的時期和頻率⑴突變發(fā)生的時期突變可以發(fā)生在生物生長發(fā)育的任何階段，既可以發(fā)生在性細胞，也可以在體細胞。⑵突變發(fā)生的頻率(簡稱：突變率)

突變率(mutationrate)是指在一定時間內(nèi)突變可能發(fā)生的次數(shù)，即突變個體占總觀察個體數(shù)的比值。第81頁,共111頁，2024年2月25日，星期天一些生物的自發(fā)突變率第82頁,共111頁，2024年2月25日，星期天3、基因突變的一般特征(1)、突變的重演性和可逆性(2)、突變的多方向性與復等位基因(3)、突變的有害性和有利性(4)、突變的平行性第83頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變的重演性指同種生物的同一基因突變?yōu)橄嗤谋硇?，可以在不同個體間重復出現(xiàn)。例如果蠅的白眼突變就曾發(fā)生過多次；20世紀40年代矮腿安康羊在挪威曾重復出現(xiàn)。第84頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變的可逆性突變的可逆性是指顯性基因Ａ可以突變?yōu)殡[性基因ａ，而隱性基因ａ也可以突變?yōu)轱@性基因Ａ，前者稱為正向突變(forwardmutation)。后者稱為反問突變或回復突變(backmutation)。

正向突變和反向突變的發(fā)生頻率是不一樣的。在多數(shù)情況下，正向突變率總是高于反向突變率。需要指出的是，由于缺失而引起的突變不能發(fā)生回復突變。第85頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變的多方向性與復等位基因突變的多方向性是指一個基因可以突變成它的不同的復等位基因，它們的生理功能和性狀表現(xiàn)各不相同。由于復等位基因的存在，豐富了生物多樣性。第86頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變的有害性與有利性多數(shù)事例表明，突變大多數(shù)是有害的。少數(shù)的突變能促進和加強某些生命活力，所以是有利的突變。這些突變?yōu)樯镞M化提供了最有利的條件?？顾幮酝蛔兣c藥物：微生物產(chǎn)生抗藥性突變與藥物的存在與否沒有關系。藥物的存在只是起篩選作用。第87頁,共111頁，2024年2月25日，星期天突變的平行性突變的平行性是指親緣關系相近的物種往往會發(fā)生相似的基因突變，由此可在同屬不同種，或親緣屬的其他物種中，取期獲得相似的突變。如白化和矮化基因。第88頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Onegenecancauseasimilarspectrumofeffectsindifferentspecies.Ageneinmice(a),cats(b),humans(c),andotherspeciescauseslighteyecolor,hearingorotherneurologicalimpairment,andafairforelockinthecenterofthehead.abc第89頁,共111頁，2024年2月25日，星期天4、突變發(fā)生的分子機制基因突變的實質(zhì)是DNA分子上堿基序列、成分和結構發(fā)生了改變，歸納起來有堿基替代(base-pairsubstitution)、移碼突變(frameshiftmutation)和DNA鏈的斷裂。第90頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑴堿基替代堿基替代：在DNA分子中一個堿基對被另一個堿基對所代替的現(xiàn)象。如果一個嘌呤被另一個嘌呤所代替，或一個嘧啶被另一個嘧啶所代替的現(xiàn)象稱為轉換(transition)。如果一個嘌呤被一個嘧啶所取代，或一個嘧啶被一個嘌呤所替代的現(xiàn)象稱為顛換(transversionmutation)。第91頁,共111頁，2024年2月25日，星期天轉換與顛換A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鳥嘌呤)T(胸腺嘧啶)轉換顛換第92頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑵移碼突變移碼突變：在基因組中增加或減少堿基對，使該位點之后的密碼子都發(fā)生改變的現(xiàn)象。第93頁,共111頁，2024年2月25日，星期天⑶堿基替換與移碼突變的遺傳效應①堿基替換的遺傳效應：

a.錯義突變(missensemutation)b.無義突變(nonsensemutation)c.同義突變(synonymymutation)②移碼突變的遺傳效應第94頁,共111頁，2024年2月25日，星期天a.錯義突變(missensemutation)

即堿基替代使DNA序列發(fā)生改變，從而使mRNA上相應的密碼子發(fā)生改變，導致蛋白質(zhì)中相應氨基酸發(fā)生替代，形成無活性的或功能低的蛋白質(zhì)(多肽)，影響生物的生活力或表現(xiàn)。第95頁,共111頁，2024年2月25日，星期天Sicklecelldiseaseresultsfromasinglebasechange.

Hemoglobincarriesoxygenthroughoutthebody.Whennormal(a),theglobularmoleculesdonotaggregate,enablingthecelltoassumearoundedshape.Insicklecelldisease(b),asingleDNAbasechangereplacesoneaminoacidintheproteinwithadifferentone(valinereplacesglutamicacid).Theresultisachangeinthesurfaceofthemoleculethatcauseshemoglobinstoaggregateintolong,curvedrodsthatdeformtheredbloodcell.Setsof14rodstwisttogether.第96頁,共111頁，2024年2月25日，星期天b.無義突變(nonsensemutation)即堿基替代后在mRNA上產(chǎn)生了無義密碼子(終止密碼)，從而形成不完整，沒有活性的多肽鏈。第97頁,共111頁，2024年2月25日，星期天c.同義突變(synonymymutation)即堿基替代后在mRNA上產(chǎn)生新的密碼子仍然表示原來氨基酸的密碼子，這種突變不會造成蛋白質(zhì)序列和性質(zhì)發(fā)生改變。這是由于密碼子的兼并性所決定的。第98頁,共111頁，2024年2月25日，星期天ThestructureofhemoglobinMorethan750differentmutationsofthehumanglobingenesareknown.Mutationscan(1)disruptthebindingoftheglobinchainstoeachotherortotheiron-containinggroups;(2)changeastopcodontoonespecifyinganaminoacid,elongatingthebetaglobinchain;or(3)changeanaminoacid-specifyingcodonintoastopcodon,shorteningthebetachain.Manybetachainpolymorphismschangeacodonintoonespecifyingthesameorasimilaraminoacid,oroccurinapartofthechainnotessentialtoitsfunction.第99頁,共111頁，2024年2月25日，星期天②移碼突變的遺傳效應在DNA分子鏈中缺失或插入一個或幾個堿基時，將改組原來的DNA鏈上一段或整條鏈三聯(lián)體密碼子，造成的遺傳效應往往比堿基替換大得多，通常產(chǎn)生無功能的蛋白質(zhì)。第100頁,共111頁，2024年2月25日，星期天DNA鏈斷裂的遺傳效應DNA鏈的斷裂往往造成片段和基因的缺失，由于不能產(chǎn)生與生命活動所需的蛋白質(zhì)，對生物的影響是巨大的。第101頁,共111頁，2024年2月25日，星期天5、突變產(chǎn)生的原因⑴自發(fā)突變(spontaneousmutation)①DNA復制的錯誤在DNA復制時可能產(chǎn)生堿基的錯配、少量堿基的增加和缺失等。②自發(fā)的化學變化如：特殊堿基脫嘌呤和脫氨(基)作用，以及氧化作用引起的堿基損傷等。