基因突变及其机制

关于基因突变及其机制第一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日2第一节突变类型第二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日3一、突变类型（一）按突变发生原因分类自发突变(spontaneousmutagenesis)

：未经任何人为的处理而自然地发生的突变，称为自发突变。诱发突变(inducedmutagenesis)：由人们有意识地利用物理或化学手段引起的突变称为诱发突变。诱发突变的频率要远远高于自发突变频率

第三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日4（二）、按变化范围分突变类型突变可以发生在染色体水平或基因水平，发生在染色体水平的突变称为染色体畸变，发生在基因水平的突变称为基因突变。第四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日5染色体畸变（chromosomeaberration)

染色体数目的变化或染色体结构发生较大片段的异常改变。染色体数目的变化整倍体(euploidy)：含有完整的染色体组单倍体（n）：haploid

二倍体（2n）：diploid

三倍体（3n）：triploid

四倍体（4n）：tetraploid第五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日6非整倍体aneuploidy：含有不完整状态的染色体组，一般是指二倍体中成对染色体成员的增加或减少。单体（二倍减一，monosomicdiploid):2n-1

缺体（二倍减二，nullisomicdilpoid):2n-2

三体（二倍加一，trisomicdiploid):2n+1

四体（二倍加二，tetrasomicdiploid):2n+2

双二倍加一（doubletrisomic）:2n+1+1

部分二倍体（merodiploid）：细菌等原核生物中由一整条染色体和外来的一个染色体片段所构成的不完整二倍第六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日7染色体结构的变化染色体结构的改变，多数是染色体或染色单体遭到巨大损伤产生断裂，而断裂的数目、位置、断裂端连接方式等造成不同的突变包括染色体缺失、重复、倒位和易位等涉及到DNA分子上较大范围的变化，往往会涉及到多个基因。第七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日8bfa-缺失

b-重复c-倒位d-相互易位第八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日9染色体结构的变化缺失

deficiency：是染色体片段的丢失。细胞学效应：缺失环遗传学效应：这种突变往往是不可逆的损伤，其结果会造成遗传平衡的失衡。重复

repetition：是染色体片段的二次出现。细胞学效应：重复环遗传学效应：这种突变有可能获得具有优良遗传性状的突变体。第九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日10倒位

inversion：是指染色体的片段发生了180°的位置颠倒细胞学效应：倒位环遗传学效应：造成染色体部分节段的位置顺序颠倒，极性相反。易位

translocation：是指一个染色体的一个片段连接到另一个非同源染色体上。相互易位

reciprocaltranslocation：两个非同源染色体间相互交换一部分。相互易位的细胞学效应：十字型图象相互易位的遗传学效应：相应基因表达出现异常第十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日11基因突变（genemutation）基因突变是指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对核苷酸的缺失、插入或置换，分为碱基置换和移码突变。染色体局部座位内的变化点突变pointmutation

：单碱基对的置换突变发生在一个基因范围内。多位点突变：突变超出一个基因范围。第十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日12碱基置换basepairsubstitution

DNA链上一个碱基对为另一碱基对所取代叫碱基置换

转换

transition：DNA链中一个嘌呤（嘧啶）被另一个嘌呤（嘧啶）所置换。颠换

transversion：DNA链中一个嘌呤（嘧啶）被一个嘧啶（嘌呤）所置换。第十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日13第十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日14第十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日15第十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日16第十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日17第十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日18第十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日19第十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日20第二十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日21第二十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日22第二十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日23第二十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日24第二十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日25第二十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日26第二十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日27第二十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日28第二十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日29表现型或基因型表示符号表现型具有合成或利用某种物质的能力缺乏合成或利用某种物质的能力具有对某种抗生素的抗性具有对某种抗生素的敏感性Sub＋Sub－AntrAnts基因型能够合成或利用某种物质的野生型基因影响合成或利用某种物质的突变基因突变的subA基因subA基因的63号突变具有温度敏感表型的subA基因突变Sub＋Sub－subA－subA63subA（Ts）第二十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日30第三十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日31第三十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日32第三十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日33波动实验fluctuationtest第三十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日34培养皿编号培养皿上菌落数样品来自同一培养物样品来自不同培养物11446411021556200031352230042148107051565500861444253031726494000816512501920564030101347764815111071012040130191400151016017170111864019002035平均值16.751.43.311.35303.8方差15273.8694662040.8第三十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日35涂布实验第三十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日36影印培养replicaplating实验第三十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日37第三十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日38一些细菌的抗药性基因的突变率第三十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日39第三十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日40第四十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日41第四十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日42g1234NN2N4N8N16NMmN2mN+2mN8mN+4mN24mN+8mNM/Nm/2m3m/22m第四十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日43第四十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日第四十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日45第四十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日46第四十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日47第四十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日48第四十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日49第四十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日50正向突变回复突变

第五十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日51第五十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日52不对应性、自发性、稀有性、独立性、稳定性、可逆性、诱变性第五十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日53第五十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日54第五十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日55第五十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日56第五十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日57

DNA分子所携带的转座因子可以造成插入突变

转座（transposition）：DNA序列通过非同源重组的方式，从染色体的某一部位转移到同一染色体上另一部位或其它染色体上某一部位的现象。转座因子（transposableelement，TE）转座因子包括原核生物中的插入序列、转座子以及转座噬菌体（如E.coli的Mu噬菌体）等第五十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日58第五十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日59滑移错配（slippedmismatching）（1）缺失第五十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日60DNA中正常的碱基配对第六十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日61第六十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日62第六十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日63第六十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日64第六十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日65第六十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日66第六十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日67第六十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日68第六十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日69第六十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日70在DNA复制过程中取代正常碱基，整合进DNA分子

它们产生异构体的频率高，出现碱基错配的概率也高碱基类似物是如何提高突变频率的?第七十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日71

5-溴尿嘧啶（5-BU）的结构第七十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日72

5-溴尿嘧啶（5-BU）的碱基配对第七十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日73第七十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日74G≡CG≡BUeG≡CG≡BUeG≡CA=TA=BUkA:TA:BUkA:TG≡BUeA:TG≡CG≡BUe

G≡C→A=T5-BU掺入错误A:T→G≡C第七十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日75第七十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日76第七十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日77（a）亚硝酸（b）羟胺（c）甲基磺酸乙酯（d）N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍

第七十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日78第七十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日79

亚硝酸的脱氨基作用及其诱发的突变

第七十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日80A:TG┆C第八十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日81第八十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日82第八十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日83第八十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日84Alkylatedbasesalkylatingagents部分烷化剂和烷化碱基第八十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日85ChemicalreactivityofbasesisresponsibleforsomeDNAlesion碱基中最容易发生烷化作用的是嘌呤类鸟嘌呤N7是最易起反应的位点

第八十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日86第八十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日87

烷化鸟嘌呤的碱基配对

第八十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日88GC就可能变为任何碱基对第八十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日89第八十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日90第九十页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日91烷化剂名称理化特性pH7水中半衰期/h分子量状态水溶性溶点或沸点20℃30℃37℃甲基磺酸乙酯(EMS)无色液体约8%沸点85~86℃/10mmHg932610.4124乙烯亚胺(EI)无色液体易溶于水沸点56℃/760mmHg43亚硝基乙基脲(NEU)粉红色液约5%沸点53℃/5mmHg84117亚硝基甲基脲(NMU)黄色固体35103硫酸二乙酯(DES)无色油状物不易溶3.3410.5亚硝基胍(NTG)黄色固体熔点118℃烷化剂的某些性质第九十一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日92溴化乙锭（EtBr）第九十二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日93第九十三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日94第九十四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日95第九十五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日96第九十六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日97第九十七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日98第九十八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日99第九十九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日100第一百页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日101第一百零一页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日102第一百零二页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日103第一百零三页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日104第一百零四页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日105诱变剂在DNA上的初级效应遗传反应碱基类似物掺入作用AT↔GC转换羟胺同胞嘧啶起羟化反应GC→AT转换亚硝酸A、C的脱氧基作用DNA交联AT→GC转换缺失烷化剂烷化碱基（主要是G）而导致：脱嘌呤作用；烷化碱基的互变异构作用；DNA链的交联作用；糖-磷酸骨架的断裂碱基置换（AT↔GC转换、AT→TA颠换、GC→CG颠换）及染色体畸变吖啶类个别碱基的插入或缺失移码突变紫外线照射形成嘧啶二聚体；形成嘧啶的水合物；DNA交联；DNA断裂AT→GC转换、AT→GC颠换、及移码突变电离辐射脱氧核糖-碱基之间化学键及脱氧核糖-磷酸之间化学键的断裂；通过自由基对DNA的作用AT↔GC转换、移码突变及染色体畸变第一百零五页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日106第一百零六页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日107第一百零七页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日108突变生成过程第一百零八页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日109第一百零九页，共一百三十页，编辑于2023年，星期日110第一百一十页，