基因突变与DNA损失

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,十三章,基因突变与,DNA,损伤修复,1,点突变及分子效应,1.点突变的类型,2.点突变的分子效应,3.可逆转的突变效应,2,概念,基因突变（,gene mutation,）,:,基因的核苷酸顺序或数目发生改变。仅涉及,DNA,分子中单个碱基的改变称点突变（,point mutation,）,。涉及多个碱基的还有缺失、重复和插入。,突变体(,mutant)：,具有突变表型的细胞或个体。,3,1.点突变的类型,1. 根据突变的来源分为：,自发突变,: 在自然界中发生的，不管是由于自然界中突变剂作用的结果还是由于偶然的DNA复制错误被保留下来的突变，都叫自发性突变。,诱发突变,：由于人们使用突变剂处理而产生的突变叫诱发性突变。,4,根据DNA碱基序列改变的多少可分为：,单点突变,多点突变,5,点突变 碱基插入,碱基缺失,4种转换和8种颠换,碱基替代,6,3.从对表现型的影响看,1,）形态突变：突变影响生物的形态结构。,2,）生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。,3,）致死突变：突变影响生物个体的生活力。分为显性致死和隐性致死。,4,）条件致死突变：在某一些条件下致死，而在另一些条件下成活的突变。,7,8,9,2.点突变的分子效应,非编码区 编码区 非编码区,10,一.突变发生在编码区,1.同义突变,2.错义突变,3.无义突变,4.移码突变,11,1.同义突变,碱基序列的改变没有引起产物氨基酸序列的改变,与密码子的简并性有关。,例如，DNA分子中GCG的第三位G被A取代，变为GCA，则mRNA中相应的密码子CGC就变为CGU，由于CGC和CGU都是编码精氨酸的密码子，故突变前后的（蛋白质）完全相同。,12,2.错义突变,碱基,序列的改变引起了产物氨基酸序列的改变,。,13,有些错义突变严重影响蛋白质活性甚至完全无活性，从而影响了表现型。如果该基因是必须基因，则称为致死突变。,有些错义突变的产物仍有部分活性，使表型介于野生型与突变型之间的中间类型，称为渗漏突变。,有些错义突变不影响或基本上不影响蛋白质的活性，不表现明显的性状变化，称为中性突变,14,如人类正常血红蛋白链的第六位是谷氨酸，其密码子为GAA或GAG，如果第二个碱基A被U替代，就变成GUA或GUG，谷氨酸则被缬氨酸所替代，形成异常血红蛋白HbS，导致个体产生，产生了突变效应,(镰刀型贫血症）,。,15,3.无义突变,某个编码氨基酸的密码突变为终止密码，多肽链合成提前终止，产生没有生物活性的多肽片段，称为无义突变。,例如，DNA分子中的ATG中的G被T取代时，相应mRNA链上的密码子便从UAC变为UAA，因而使翻译就此停止，造成肽链缩短。这种突变在多数情况下会影响蛋白质或酶的功能。,16,终止密码突变,基因中一个终止密码突变为编码某个氨基酸的密码子的突变称为终止密码突变。,由于肽链合成直到下一个终止密码出现才停止，因而合成了过长的多肽链，故也称为延长突变。例如，人血红蛋白链突变型Hb Constant Spring比正常人链多了31个氨基酸。,17,4.移码突变,指DNA片段中某一位点插入或丢失一个或几个（非3或3的倍数）碱基对时，造成插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变。,18,移框突变不但改变了产物的氨基酸组成，而且会出现蛋白质合成的过早终止。,如果移框突变发生在必需基因上，常常是致死的。,如插入或缺失三个碱基，则可能对阅读框架影响不大，其产物常常有活性或有部分活性。,19,原模板链,3CTT CTT CTT CTT CTT CTT5,mRNA的序列,5GAA GAA GAA GAA GAA GAA3,氨基酸顺序,glu glu glu glu glu glu,开始处插入一个,C,3,C,CT TCT TCT TCT TCT TCT T5,mRNA的序列为,5,G,GA AGA AGA AGA AGA AGA A3,氨基酸顺序,gly arg arg arg arg arg,改变了蛋白质中所有氨基酸的组成,20,移码突变也可以造成无义密码子，导致蛋白质合成的提前终止,如原模板 TTC GAT CGT CCA TCA,mRNA AAG CUA GCA GGU AGU,插入一个碱基 TTC GA,C,TCG TCC ATC A,突变后的mRNA AAG CU,G,AGC AGG,UAG,U,21,二.突变发生在非编码区,对调节位点造成影响，影响调节蛋白的结合。,包括启动子区突变、转录终止点突变等。,结合位点的突变会改变基因的表达量，甚至完全阻遏基因的表达。,调节蛋白通常只改变产生蛋白质的数量而不是结构。,22,3.可逆转的突变效应,正向突变：是引起基因从野生型变为突变型的突变。,回复突变：是引起基因从突变型变为野生型的突变。,回复突变率一般低于正突变率,23,真正回复突变,回复突变,基因内抑制突变,抑制突变,基因间回复突变,24,HbS,突变,单纯, 6位 谷缬，产生HbS病，造成死亡。,第6位谷缬,第73位天冬氨酸 天冬酰胺,症状较轻，73位突变抑制了6位突变。,25,回复突变的有无是区别基因突变与染色体缺失或重复的标志。,突变对多细胞生物的影响,1.功能丧失突变,2.获得功能的突变,26,随机性：可发生在体细胞和生殖细胞中。,生殖细胞的突变频率高于体细胞。体细胞突变,在显性或纯合状态才能表现，出现嵌合体。,稀有性 ：突变率是很低的。,高等动植物,10,-5,10,-8,，细菌,10,-4,10,-10,，反应,了物种的基因的相对稳定性。,突变的性质,27,可逆性,突变的多方向性和复等位基因,同一基因可突变为多个等位基因。突变的 基因可以再突变。这一系列的等位基因就叫做复等位基因。这是由于同一座位内的不同位点上的结构发生变化产生的。,28,突变的有害性和有利性。,一般有害突变多，有利突变少。,29,谢谢,30,