第二节基因突变的分子基础 自发突变( spontaneous mutation 自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起 1DNA复制错误( errors of DNA replication) DNA碱基有互变异构体,造成DNA复制过程中的DNA错配。 i转换: Purine→Pu;或者 Pyrimidine→Py i颠换:Pu→Py;或者Py→Pu ⅲ移码突变:增加或减少几个碱基导致蛋白质翻译 错位 iv缺失和重复:大片段碱基的缺失或重复,如 E coli 乳糖发酵调节基因lacI中四碱基重复序列。 野生型:5‘ GTCTGGCTGGCTGGC-3 突变型FS5:5- GTCTGGCTGGCTGGCTGGO-3 突变型FS2:5‘ GTCTGGCTGGC-3
第二节 基因突变的分子基础 一、自发突变(spontaneous mutation) 自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。 1.DNA复制错误(errors of DNA replication) DNA碱基有互变异构体，造成DNA复制过程中的DNA错配。 ⅰ转换：Purine→ Pu;或者 Pyrimidine→ Py ⅱ颠换：Pu →Py; 或者Py→Pu ⅲ移码突变：增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译 错位。 ⅳ缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如E.coli 乳糖发酵调节基因lacⅠ中四碱基重复序列。 野生型: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’ 突变型FS5: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’ 突变型FS2: 5‘-GTCTGGCTGGC-3’
鸟嘌呤的稀醇式互 ACGTC野生型 变异构形式 TGCAG ACGTC ACATC 实变型 ACGTC DNA复制AC DNA复制 TGCAC ACGTC 野生型 亲代DNA TGCAG ACGTC ACGTC 野生型 4◆4·》聊 F1后代 TGCAG F2乐代 返回
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2DNA损伤( lesions) 脱嘌呤由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受 到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分 子上脱落下来 ⅱ脱氨基C脱氨基变成U;A脱氨基变成H, AAT→-→ⅡT→H-C-→H-C - A-T →>G-C BGC→→→G-U-→A-U-→A-U →G-C s→AT 造成转换 ⅲ氧化损伤( oxidative lesions):O2OHH2O2 可对DNA造成损伤
2.DNA损伤（lesions） ⅰ脱嘌呤由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受 到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分 子上脱落下来. ⅱ脱氨基C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,： A AT →→ → H-T→→→ H-C→→→ H-C ↘→A-T ↘→G-C B GC →→ → G-U→→→ A-U→→→A-U ↘→G-C ↘→A-T 造成转换 ⅲ氧化损伤（oxidative lesions）: O2 - OH- H2O2 可对DNA造成损伤
、诱发突变( induced mutaion) 多种理化因素都可以诱导DNA的突变 1诱变机制 i碱基类似物eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T 的结构类似物,酮式结构易与A配对;烯醇式结构易与 G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A类似物)、5-氟尿嘧啶、 5-氯尿嘧啶等。 特异性错配eg烷化剂:甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝 基胍(NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。 如:G-C;当G烷基化后可与T配对,导致碱基转换。 或者烷化剂使嘌呤脱落,造成转换、颠换、断裂或其 他突变
二、诱发突变（induced mutaion） 多种理化因素都可以诱导DNA的突变 1.诱变机制 ⅰ碱基类似物 eg. 5-BU 和5-BrdU是胸腺嘧啶(T) 的结构类似物，酮式结构易与A配对；烯醇式结构易与 G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP, A类似物)、5- 氟尿嘧啶、 5-氯尿嘧啶等。 ⅱ 特异性错配 eg.烷化剂: 甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝 基胍( NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。 如：G-C; 当G烷基化后可与T配对，导致碱基转换。 或者烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其 他突变
i嵌合剂的致突作用 eg.吖丫啶类染料:吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基 对的类似物,易造成移码突变。 iv辐射诱导效应 (1)紫外线UⅤ:形成嘧啶二聚体,如T二聚体,①同一条 单链内,影响复制时与A的配对,使复制中止;②双链 之间,影响双链变性,并影响复制。 重复、缺失、移码突变 (2)电离辐射:如X-ray、可引起碱基的降解或脱落,A 变成H;C变成T,出现转换。 物理—物理化学生物化学大分子损伤 ⅴ黄曲霉的作用 使鸟嘌呤G脱落,SOS修复引入A,造成突变
ⅲ 嵌合剂的致突作用 eg. .吖啶类染料: 吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基 对的类似物，易造成移码突变。 ⅳ 辐射诱导效应 (1)紫外线UV:形成嘧啶二聚体，如T二聚体，①同一条 单链内，影响复制时与A的配对，使复制中止；②双链 之间，影响双链变性，并影响复制。 重复、缺失、移码突变 (2)电离辐射：如X-ray、可引起碱基的降解或脱落，A 变成H;C变成T，出现转换。 物理——物理化学——生物化学——大分子损伤 ⅴ黄曲霉的作用 使鸟嘌呤G脱落，SOS修复引入A, 造成突变