DNA突变一(一)DNA突变:是指在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化。·来源:进化的动力!·DNA复制中的错配·遗传物质的物理和化学损伤·转座子DNA的插入造成的DNA序列变化·后果:DNA永久性不可逆改变,最终改变基因编码序列,称为基因突变。·DNA的某些化学变化使DNA不能再作为模板复制和转录
一、DNA突变 (一)DNA突变:是指在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化。 • 来源:进化的动力! • DNA复制中的错配 • 遗传物质的物理和化学损伤 • 转座子DNA的插入造成的DNA序列变化 • 后果: • DNA永久性不可逆改变,最终改变基因编码序列,称为基因突变。 • DNA的某些化学变化使DNA不能再作为模板复制和转录。 2
(二)DNA突变来源·DNA分子结构的任何异常改变都可以看作是DNA损伤·1.自发性DNA损伤错配(mispairingormismatch)互变异构现象(tautomerism)DNA聚合酶的"打滑”(slippage)脱氨基作用。形成酮式-烯醇式或氨基-亚氨基的互变异构体当C或A以亚氢基形式存在时:发生A=C错配当G或T以烯醇式存在时:发生G=T错配不论是模板链或新生链有时都会发生碱基的“环出”的现象,引起一个或数个碱基的缺失或插入,3
(二)DNA突变来源 • DNA分子结构的任何异常改变都可以看作是DNA损伤 • 1.自发性DNA损伤 错配(mispairing or mismatch) 互变异构现象(tautomerism) DNA聚合酶的“打滑” (slippage) 脱氨基作用 • 形成酮式-烯醇式或氨基-亚氨基的互变异构体 当C或A以亚氨基形式存在时:发生A=C错配 当G或T以烯醇式存在时: 发生G=T错配 • 不论是模板链或新生链有时都会发生碱基的“环出”的现象,引起一个或数 个碱基的缺失或插入。 3
Nature cmutationCongequenes-0repiaresC-0脱氨基作用·胞嘧啶脱氨基作用(自发地或化学诱变剂)产CorrectedbremovingUUPurine pat生一个错配的U·G对。distorts dupleCSCaoia o1活性氧引起的诱变·氧化碱基8-0xoG(GO)(7,8-二氢-8-氧代鸟嘌呤)可与C,A配对,却无法校正。·DNA氧化损伤。碱基的丢失·DNA分子的自发水解
脱氨基作用 • 胞嘧啶脱氨基作用(自发地或化学诱变剂)产 生一个错配的U·G 对。 C U 4 活性氧引起的诱变 • 氧化碱基8-oxoG(GO)(7,8-二氢-8-氧代鸟嘌呤) 可与C,A配对,却无法校正。 • DNA氧化损伤。 碱基的丢失 • DNA分子的自发水解
2.环境因素对DNA的损伤(1)化学因素(化学诱变剂)①DNA-反应性化合:甲基化、氧化反应②碱基类似物:替代碱基③移码诱变剂:EB、吖啶(插入或缺失)(2)物理因素:紫外线、电离辐射(3)生物因素:病毒
5 2.环境因素对DNA的损伤 (1)化学因素(化学诱变剂) ①DNA-反应性化合:甲基化、氧化反应 ②碱基类似物:替代碱基 ③移码诱变剂:EB、吖啶(插入或缺失) (2)物理因素:紫外线、电离辐射 (3)生物因素:病毒
FIGURETSction of three base-modifying agents, (a) Nitrous acid (HNO) modifies (1) guanine, (2) cytosine, and (3) adenine. Theand adenine modifications reinmutationwhiletbguanineimodificationdoesnot(b)HvdrocvlaminiNH,OH) reacts only with cytosine. (c) Methylmethane sulfonate (MMs), an alkylating agent, alkylates (1) guanine and (2)ine. (Notec dr deoxyribove.)MutagenOriginal basrModilied basePairinapartnePredictectransition亚硝酸化学因素引起的DNA损伤id (HNO,)NoneDNA-反应性化合物(碱基-NH2cid CHNO-TA修饰剂,或直接诱变剂),例如亚硝酸或烷化剂或羟化剂等,它47GC们能直接作用于DNA而改变其羟胺碱基的结构。e(MMSAT烷化剂sultonste (MMs)stingagenTA-Co甲基硫酸乙酯6ThymineOe.MethvhvmineGuanint
化学因素引起的DNA损伤 DNA-反应性化合物(碱基- 修饰剂,或直接诱变剂),例如 亚硝酸或烷化剂或羟化剂等,它 们能直接作用于DNA而改变其 碱基的结构。 亚硝酸 NH2 羟胺 烷化剂 甲基硫酸乙酯 6