《突变和重组机》ppt课件

1、第十章 突变和重组机理10.1 突变的分子根底10.1.1 碱基类似物的诱发突变碱基交换(base substitution)：一个碱基对被另一碱基对交换。包括转换(transtion)和颠换(transversion)。移码突变(frameshift mutation)：添加或减少一个或几个碱基对。Base analogues 可以在DNA复制中替代某种碱基，引起配对错误，从而由一种碱基对替代另一种碱基对。5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,BU)是胸腺嘧啶的构造类似物。ATATABUGBUATABUGCGCGBUABUABUGCGCAT2-氨基嘌呤(2-aminopurine)可取代

2、腺嘌呤与T配对ATAPTATATAPCGCAPT叠氮胸苷(AZT, azidothymidine)：T的类似物是用于治疗爱滋病(acquired immunodeficiency syndrome)的一种药物。HIV-1人的细胞反转录RNAcDNA整合入宿主DNA新病毒AZT在病毒RNADNA的阶段是反转录酶的底物，但在细胞中却不是DNA聚合酶的适宜底物。这样AZT的作用是一种选择性的毒物，可以抑制病毒cDNA的产物，阻断新的病毒的合成。10.1.2 改动DNA化学构造的诱变剂 亚硝酸(nitrous acid,HNO2)：具有氧化脱氨作用。AHHNO2CUHNO2GHNO2XCGNAUAAT

3、ATNAHCCG发生碱基转换 烷化剂烷化剂是目前运用最广泛而有效的诱变剂。最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)、甲基磺酸甲酯(MMS)、亚硝酸胍等。它们都带有一个或多个活泼的烷基，这些烷基可以移到其他电子密度较高的分子中去，是碱基许多位置上添加了烷基，从而多方面改动氢键的结合才干。烷化作用主要发生在碱基的N1、N3、N7位置上。最容易发生在G的N7位置上，构成7-烷基鸟嘌呤。 7-烷基鸟嘌呤可与胸腺嘧啶配对，从而产生GCAT的转换。烷化作用可使DNA的碱基容易遭到水解而从DNA上裂解下来，呵斥碱基的缺失。从而引起碱基的转换与颠换及移码突变。 结合到DNA分子上的化合物插入突变剂(Intercala

4、ting mutagents)包括原黄素(proflavin)、acridine orange等。它们经过插入到DNA双螺旋双链或单链的两个相邻的碱基之间，起到插入诱变的作用，这种突变往往是移码突变。Acridine类诱发突变的一个重要特征是，acridine化合物所诱发的突变型能用acridine来使之回复，但不能有碱基类似物使之回复TACGA ATCGGGTATTATGCT TAGCCCATAATACGA ATCGGGTATTATGCT TAGCCCATAACG染料分子嵌入复制插入一个碱基对移码突变 辐射的诱变作用紫外线ultraviolet light，UV：能使DNA产生两种光生成物环

5、丁烷嘧啶光二聚体和6-4光生成物。胸腺嘧啶二聚体通常发生在同一DNA链上两个相临的胸腺嘧啶之间，也可发生在不同单链之间，这种二聚体是很稳定的。妨碍单链分开，影响复制复制在胸腺嘧啶对应处随意渗入碱基，引起突变。 黄曲霉素B1(aflatoxin B1,AFB1)在鸟嘌呤N-7位置上构成一个加成复合物进而产生无嘌呤位点。它要求SOS系统参与，SOS越过这些无嘌呤位点并在其对应处选择性插入腺嘌呤。A C G T AT G C A TAFB1A C T AT G C A T复制A C G T AT G C A TA C T AT G A A T复制A C T T AT G A A T 基因突变与氨基酸

6、顺序同义突变(same sense mutation)：密码子发生改动，但所编码的氨基酸不变。错义突变(missense mutation)：DNA中碱基对交换，使mRNA的某一密码子改动，由它所编码的氨基酸不同。很多错义突变呵斥蛋白质的部分或完全失活，从而表现出突变性状。无义突变(nonsense mutation)：碱基交换改动了mRNA上的一个密码子，成为3个密码子UAG，UAA和UGA中的一个时，就出现无义突变。 突变热点(hot spots of mutation) 和增变基因(mutator genes)突变位点在基因内的分布并不是随机的，某些位点上突变型很多，其突变率大大高于平均

7、数。这些位点就称为突变位点。构成突变位点的最主要缘由是5-甲基胞嘧啶(MeC)的存在。 MeC诱变剂氧化脱氨T短的反复序列也容易构成突变热点。由于这些地方容易发生插入或缺失，这是由于DNA复制时发生模板链与新生链之间碱基配对的滑动呵斥的。增变基因(mutator genes)：基因组中某些基因的突变可使整个基因组的突变率明显上升，这类基因称为增变基因。增变基因主要有两类：DNA多聚酶的各个基因和Dam基因。DNA多聚酶基因突变多聚酶的35校正功能丧失或降低 dam基因突变错配修复功能丧失10.2 重组的分子根底10.2.1 非相互重组(non-reciprocal recombination)

8、特点：1. 重组的产物不互补，遗传信息不对称交流。 2. 等位基因严重偏离孟德尔比率。基因转换(gene conversion)Neurospora 的 杂交子囊类型 子囊类型分裂类型MI MI MII MII MII MII非交换型交换型Neurospora 中 pdxp pdx 杂交，其中个子囊的结果孢子对第一对第二对第三对第四对子囊 pdxp pdx pdx pdx pdxp pdxp pdxp pdx pdx pdxp pdx pdx pdxpdxppdxpdxppdxpdxpdxpdxppdxppdxpdxp基因转变：在减数分裂过程中，一个等位基因转变为另一等位基因的景象。特征：具高

9、保真性，即转换后的等位基因与转换者完全一样。转换事件往往与邻位的交换事件相伴而生。交换频率比转换频率高好几倍，且涉及到一样的染色单体。转换会提高相邻交换的负干涉系数。极性化分别。减数后分别(post-meiotic segregation)：其异常分别在重组过程中构成的杂合双链DNA分子没有得到及时较正，在随后有丝分裂中随着DNA复制和染色单体分裂所致。Olive等对粪生粪壳菌(soxdoria fimicola)的研讨：gA ga假设染色体中每一条双链都是纯合互补，那么减数分裂产生的 4 个子囊孢子再经一次有丝分裂产生的 8 个孢子不论是否发生重组都该当是相同的基因型成对陈列。因此异常分别一

10、定是有异源上链的存在。这种异常分别是有丝分裂的产物，故称为减数后分别。遗传重组的机制5.3.1 交叉型学说(chiasmatype theory)1909年由Janssens 提出5.3.2 模板选择假说(copy choice hypothesis)1955年由Lederberg提出特点：不主张交换是断裂、再接过程交换是断裂、再接的过程噬菌体DNAA品系+ +c miB品系复感染轻培育13C 和 15N 重标志12C 和 14N 轻标志裂解，密度梯度离心c +c mi+个体必定是经过两个标记基因之间发生交换而产生的。由于mi+位于标志轻链的末端所以重组后代的染色体大部分是是重标志。Holliday 模型(hybrid DNA model)Robin Holliday于1964年提出了重组的杂合DNA模型A Ba bA Ba bA Ba bA Ba bA Ba bABabABabABabABabABABababAbaB横切纵切A g+A g+a ga g 44正常分别未重组，无异源双链A g+a ga ga g+A g+A gA g+a ga g+A g+A g部分校正 53异常分别Half