第三章 基因突变

第三章基因突变第一节突变的概念和类型第二节突变的分子机制和效应第三节突变体的形成第四节基因符号的命名系统主要内容

第一节突变的概念和类型突变（Mutation）:是指DNA特定部位上核苷酸序列变化，致使蛋白质结构的改变，最后导致个体表型的不同。广义的突变可以分三类：基因突变染色体畸变染色体组变突变的类型突变T组变插入:自发突变和诱发突变:

自发突变(spontaneousmutation)：指在自然状态下基因发生的突变。诱发突变(inducedmutation)：人为用诱变剂去处理微生物而引起的突变。所有能诱发基因突变的因子，称为诱变剂(mutagen)。诱变剂往往同时也具有致癌作用，也是一种致癌物(carcinogen)。每个细胞在每一世代中发生某一性状突变的概率称为突变率(Mutationratio)，自发突变率一般在10-9~10-6之间。诱发突变可使突变率提高10~100倍。增变基因（mutatotgene）

生物体内有些基因与整个基因组的突变率直接相关，当这些基因发生突变时，整个基因组的突变率明显上升。1.DNA聚合酶的各个基因。如DNA聚合酶的3’-5’校对功能丧失或下降，则突变率上升且随机分布。2.Dam基因。它们的突变使修复系统功能丧失，也可引起突变率上升。

第二节突变的分子机制和效应1.碱基置换一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换。凡是一个嘌呤(purine)被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）；凡是一个嘌呤被另一个嘧啶所取代或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代的置换称为颠换（transversion）。一、点突变的分子机制和效应DN芬A复制内时，碱基抢互变新异构吼体导邪致碱龟基置键换酮式←→烯醇称式碱基啊的脱秤嘌呤闻或脱终氨基梢作用脱嘌伏呤：泡空位燥随机气插入巧碱基扭，引贫起突蝇变。脱氨绑基：攻如5m串C抹→秩T5m垒C融:梯GT繁:趣A突变踪蝶热点狠（ho况t收sp扛ot胖s掏of驳m学ut蔬at欢io埋n）DN汤A分子摸上的朴各个灿部分采有着记不同婚的突寻变频烫率，颈某些色突变漫频率林大大突高于告平均门数的亮部位傍就称筛为突变礼热点舅。形成较突变廉热点魂的原战因仍亿未明钱了。逼有人宅认为针是5-甲基盾胞嘧餐啶（Me悬C）的存咸在，Me徒C脱氨冷氧化踪蝶后生渠成T，引起5-画Me淘C-跌G→驴T-味A转换慕；短的忘连续绝重复轨顺序处容兵易发纷生插灭入或渐缺失截突变疮；有建的与效突变认剂种犯类有供关，猜如DN纠A顺序起中某个尽碱基璃对突曾变剂闸更敏进感，有胖的则旋相反须。碱基秀置换盏导致时核苷蹦酸顺搏序的姨改变浅，对揉多肽销链中消氨基贤酸顺晕序的杠影响凑，有甩下列市几种年类型兵：①同或义突为变由于么密码谱子具桑有兼腔并性赛，因来此，塔单个稍碱基斤置换食后使mR乖NA上改芦变后捐的密或码子耍与改往变前应所编无码的要氨基约酸一毁样，诉肽链说中出歌现同罪一氨阳基酸掠。GCGGCACGCCGU精氨酸例如②错皮义突赌变是指DN拆A分子把中的越核苷改酸置标换后稻改变迟了mR是NA上遗泪传密登码，鹅从而哪导致亮合成童的多扩肽链敢中一唱个氨剧基酸旨被另僻一氨预基酸东所取管代，涝这种睡情况尤称为错义黄突变乔（mi烂ss甘en误semu泪ta锻ti闲on）。此时名，在怜该氨煤基酸构前后州的氨岩基酸躬不改涛变。GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）例如错义敞突变巷结果沟产生穿异常看蛋白拍质和苦酶。如果侧错义澡突变不影聪响蛋盯白质忽或酶撇的生松物活讯性，可移不表裁现出扮明显驴的表软型效疤应，弱这种清突变誓可称给为中性鞋突变厕（ne扑ut创ra杜l粥mu蚊ta您ti敏on）。如果哄错义武突变置换串了酶偷活性怨中心容的氨翁基酸，因野而合莫成了没有搅活性缎的酶宫蛋白，但有时忽还具桐有蛋栽白质胶抗原游性，其借所产时生的烧抗体催可与葛正常趟蛋白凶质发赏生交曾叉反坝应。可用夫于制员备基格因工释程疫耐苗。③无策义突伟变当单威个碱慰基置秆换导俱致出行现终止拨密码驻子（UA券G、UA乖A、UG呼A）时，号多肽展链将衫提前闯终止翅合成的，所扶产生厉的蛋贫白质算（或嘱酶）衰大都失去导活性度或丧独失正耽常功揭能，此岔种突拌变称四为无义吃突变。因垦此翻讲译便沸到此荐为止引，使颜肽链绝缩短洞。无义个突变新如果级发生役在靠夏近3’刃-末端裕处，仔它所产店生的虎多肽凝链常氏有一右定的咐活性，表铜现为渗漏祝型，这伍类多挣肽多挑半具诉有野剥生型割多肽坑链的仓抗原悦特异标性。④终邮止密泽码突吧变当DN舍A分子爪中一躬个终芬止密炭码发侍生突帅变，煤成为润编码穷氨基永酸的早密码砖子时吼，多挂肽链钻的合枣成将盗继续须进行俊下去债，肽鹊链延丙长直朽到遇港到下船一个更终止愈密码侍子时敬方停营止，捷因而宵形成症了延偿长的肤异常渣肽链垮，这需种突齐变称裳为终止刻密码挤突变（te仁rm纺in覆at仪io霸nco桶do尤nmu汪ta谣ti列on），这也笑是种延长甜突变（el锅on酱gt晚io辜nmu腹ta容ti谅on）⑤抑匆制基休因突犯变当基菠因内珠部不痰同位浑置上英的不秩同碱捆基发君生两谅次突刘变，筝其中戒一次障抑制欠了另闪一次肢突变庸的遗蚕传效绩应，少这种的突变摘称为抑制救基因统突变犯（su弯pp留re妻ss货or里g风en练e投mu华ta索ti灯on）。例如HbHa萄rl术em是β链第6位谷甩氨酸芦变成览缬氨首酸，第73位天者冬氨镇酸变爆成天冤冬酰虏胺；如谷果单直纯β6谷氨皮酸→单缬氨先酸，遣则可锯产生Hb爪S病，漏往往举造成解死亡约。但HbHa惨rl谢em临床破表现构却较早轻，叛即β7书3的突迈变抑盆制了β6突变堤的有愿害效句应。ABab2.移码舞突变移码蚊突变（fr收am降e-替sh晚if尚t励mu叫ta军ti授on）是指DN捎A链上外插入甲或丢钻失1个、2个甚舰至多浴个碱插基，纵导致饮在插师入或横丢失第碱基君部位飞以后锯的编浸码都药发生驼了相环应改园变。如果犯在DN盯A链的事密码魔子之焦间插叮入或炕丢失一个少或几拍个密渗码子，则辜合成默的肽紫链将多增加基或减愧少一钟个或都几个赤氨基焰酸，饱但插荣入或午丢失功部位耀的前漆后氨龙基酸剥顺序帜不变驴，称主为整码趁突变（co构do付nmu则ta还ti捐on）。DN问A复制锹时，遇单链伪环出引或跳精格导钱致移遭码突值变新合植成链阅环出亲本乓链环粒出增加卖碱基减少肿碱基插入零突变缺失伶突变1.基因庆突变田的自谢发性茶及不而对应命性基因棋突变候的自链发性仪和不统对应弹性已私被波村动试趴验和末影印链培养翼试验邀所证火实。2.基因诉突变抹的稀要有性3.基因晚突变花的独响立性突变毁对每刑个细纵胞是汤随机稳的，阵对每浸个基革因也歉是随霉机的勾。基因她突变云的特僚点4.基因军突变寒的可脉诱变愉性通过课人为仿诱变会剂作波用，绩一般骄可以源将突迟变率刮提高10同~1庭00倍。基因喜突变防的稳茧定性突变箱产生尝的新线变异庭性状乱是稳敏定的锹，可柄遗传胶的。基因扑突变疾的可击逆性由原通始的床野生跨型基策因变挖异成胜为突亮变型济基因脂的过禽程称染为正向莫突变(F折or某wa安rd腊m倾ut统at黑io工n)，相反蚊的过精程称怖为回复翻突变(B疤ac肌k侦mu右ta烦ti深on或Re恨ve唐rs接e肿mu眯ta勉ti青on伐)。二、洞染色挤体畸忙变的跃机制脑和效减应染色蝇体畸情变指染色校体结盖构的改毫变。痒是在席自然弄突变开或人敬工诱旨变的认条件掩下使涂染色虑体的铃某区检段发全生改忽变，页从而这改变谷了基因燥的数宇目、该位置唇和顺个序。染仓色体话结构寒变异孔可分晃为四衰种类尘型:①缺失(d鸡el灶et登io低n)；②重复(d舱up西li罗ca情ti厘on衬)；③倒位(i询nv躲er辫si搅on耕)；④易位(t福ra汇ns咳lo药ca那ti骡on仗)。1.缺失吓（de笋le筐ti然on）缺失啄是指锦一个跳正常锈染色缩慧体上来某区显段的推丢失完。该颈区段什上所材载荷罢的基携因也惨随之黄丢失宫。缺失叛的类设型按照篇缺失偏区段引发生盼的部枯位不分同，传可分托为以是下几紧种类论型：(1寇)中间咐缺失(i努nt瘦er丝式st旬it冒ia编l巨de恋le乎ti物on捞)：染色和体中占部缺艇失了荷一个旨片段驶。这戚种缺吩失较柳为普寺遍，搏较稳抚定，买故较柄常见块。(2执)末端仓缺失(t净er害mi签na角l牺de炊le附ti践on惑)：染色退体的捆末端常发生拢缺失储。缺失访产生左的原习因可能吼有以坝下几剪种：(1错)染色辉体损车伤后产岛生断汗裂，喇发生石末端吩缺失非重鼠建性杨愈合目可产枪生中减间缺偷失或录形成铜环状茶染色吧体。(2歼)染色导体纽絮结：染拆色体移发生事纽结氏时若遭在纽轧结处片产生施断裂嘴和非迎重建盛愈合仇就可餐能形迅成中旁间缺粉失。(3书)转座录因子可以曲引起子染色棒体的携缺失睛、倒乞位和搜易位哪。缺失腔的遗泽传效粥应：（1）致死雅或出沈现异史常由于镇染色然体缺筛失使触它上佣面所时载的齐基因劲也随签之丢香失，面因此过，缺梅失常恰常造告成生勤物的左死亡勤或出铲现异稠常，左但其雾严重汪程度屯决定骄于缺坏失区段椒的大林小，所室载基因宰的重犹要性而定铅。（2）假显恨性(p蠢se阻ud扭o阿do稻mi烈na绵nt斗)显性悉基因稠的缺来失使涛同源取染色典体上既隐性蛙非致中死等还位基盲因的调效应台得以猪显现中，这血种现售象称播为假莫显性鹊。2.重复(d爷up萄li互ca鸽ti杂on团)重复马是一忌个正馅常染灭色体征增加而了与惠本身诸相同怨的一瓦段。重复猾的类吹型按发游生的砍位置草和顺采序不尸同，填可分支为以股下几层种类贺型：(1思)顺接及重复(2裳)反接栽重复(3惠)同臂巴重复(4狗)异臂鸽重复重复谅的遗烧传效膜应：(1溪)重复竖会破阿坏正赏常的码连锁萄群，影响健固有垃基因俩的交著换率。(2输)位置单效应(p春os哥it批io臣n涨ef创fe寺ct毅)：一个躲基因岛随着欧染色胖体畸探变而骗改变幕它和砍相邻迫基因泉的位锯置关匆系，阁所引柳起表摇型改粱变的弯现象夕称位猾置效栏应。重复铺的发仁生改古变了雁原有屋基因屿间的驴位置嘱关系冈。(3卖)剂量优效应：由点于基哨因数倒目的外不同屑，而刷表现希了不阔同的驰表型槽差异特称为贺剂量艳效应扁。(4电)表型枝异常：重着复对基生物决的发避育和追生活阀力也遇是有研影响遗的，钓但比嗓缺失践的损馅害轻榴。3.倒位(i叨nv假er宜si柄on斤)一个验染色施体上躬某区陆段的搂排列澡顺序可发生迁了18速0度的微颠倒怜。倒位众的类遣型按照六倒位白区段替是否脂包含删着丝因粒为违以下嫌两种近类型盯：(1毒)臂内堤倒位港：一吗个臂段内不返含着正丝粒慎的颠疾倒。(2灰)臂间丛倒位赛：两欣个臂决间包左含着倚丝粒抖的颠疼倒。倒位坐的遗野传效连应倒位筑造成僻基因错的重社排，圆但由规于倒睁位不蕉造成夫倒位设区内屠基因欢的缺拍失，塑因而浩倒位谢通常腾仅仅低影响头断裂赔点及墙其邻澡近的属那些艇基因秘。产生“位储置效纺应”增。(2狭)导致“重纯组抑灭制”茧。4.易位(t悉ra肺ns河lo勤ca陡ti买on径)指两独对非央同源逗染色汪体间溜某区枯段的流转移喷。易位笼的类暖型(1陆)相互例易位非同美源染动色体记间相刃互置阳换一凯段染雄色体两片段寄。(2按)单向拖易位一个行染色基体的障某区够段结彩合到扰另一宝非同撇源染垃色体蛇上。(3蜓)罗伯混逊易索位也指洞着丝末粒融泳合。弟它是侄由两木个非脸同源叠的端着健丝粒夫染色宗体的着站丝粒黎融合坐，形沫成一丛个大蔑的中或后亚中壤着丝骄粒染鲜色体。易位译的遗沸传效混应(1平)配子嘉的育踩性降英低。(2横)后代狂有遗给传病致。(4浇)推动舅生物李物种胸进化筋。三、鹿染色冬体组励变的决机制笨和效游应染色肃体组等变是喘指染色述体数纳目发生房诚不正嚼常的眨改变漏。在真呜核细谣胞染吴色体恭中，辨每一新种染针色体直都有榆一个米大小俭、形袍态、临结构轿相同臣的同眨源染僚色体浮，每弦一种卖同源蒸染色督体之绣一构乐成的下一套拿染色惯体，农称为叹一个染色逐体组。一敬套染抚色体投上带拆有相圾应的钉一套难基因冤，所丛以，妄也称伏为一涝个基因拔组（ge促no为me）。1.整倍驼体(eu香pl渗oi舅d)的变扶异整倍秃体是指剪含有完整科染色声体组的细尖胞或融生物训。整倍致体的伍变异穿是指早细胞袄中整决套染现色体义的增裤加或梅减少中。单倍跃体(h喇ap磁lo馋id镇)二倍订体(d议ip振lo涝id招)多倍知体(po初ly弦pl植oi捞d)2.非整量倍体桂的变鹅异非整旬倍体是指坛细胞攀中含厨有不湖完整孔的染碧色体同组的名生物钓。非整邀倍体平的变汽异是需指在贱正常鬼染色寄体(2培n)的基舞础上悦发生个别主染色甲体的掉增减现象片。（1）单元体(mo去no柄so哪my)(惨2n娇-1刃)出现晋异常衰表型寨特征薄：①染持色体萄的平衡矩受到猪破坏；②身某些鹅基因桂产物赶的剂量浮减半，有元的会霉影响您性状捡的发宫育；耕③随捉着一凤条染判色体屈的丢群失，另其携睁带的爹显性耳基因周随之膊丢失碰，其隐性股基因符得以你表达。（2）嗽缺体指有一对克同源准染色资体成虎员全部所丢失(2袖n-爹2)的生横物个寺体。路又称班为零体。一般全是致王死的协。在异员源多椒倍体颜植物馋中常逢可成肌活，禾但生旁长较牧弱小晒。（3）多驻体(po反ly刷so漏my)增加宣了一番个或混多个仗染色钟体的捐生物斜个体气的通关称。三体(tr贼is穗om福y)2n愉+1双三拴体(d医ou狡bl临etr膜is滋om之y)2n失+1浊+1四体(te冠tr徒as刚om脸y)2n酿+2部分滔染色业体整夹倍体殿和非响整倍摩体变雕异类汁型

类别名称符号染色体组染色体数目整倍体单倍体n(ABCD)二倍体2n(ABCD)(ABCD)多倍体三倍体3n(ABCD)(ABCD)(ABCD)同源四倍体4n(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)异源四倍体4n(ABCD)(ABCD)(A1B1C1D1)A1B1C1D1)非整倍体单体2n-1(ABCD)(ABC)缺体2n-2(ABC)(ABC)多体三体2n+1(ABCD)(ABCD)(A)四体2n+2(ABCD)(ABCD)(AA)

双三体2n+1+1(ABCD)(ABCD)(AB)1.形态变突变健型指突给变的耀菌体纠发生安形态蓝可见粮的变仆化。框如细喉胞大抵小、汽形状涂、鞭袭毛、梨纤毛辜、孢模子、我芽孢阶、荚兰膜，摇以及花群体碰形态惭结构封（菌沾落和外噬菌疑斑等决）的房诚改变个。2.生化厉突变抬型指突狗变的折菌体插原有婶特定赚的生凑化功余能发惕生改重变或引丧失览。如息菌体厉对底乎物的恶利用衣能力偿、对慎氨基光酸、稠维生鼓素及知碱基课等的情营养理需求范、对著过量健代谢痕产物布或其厦类似蠢物的厅耐性途以及相抗药仁性发腹生的笋变化吊。生化摧突变首对于织发酵牲工业零生产洋具有险重大院意义慈。突变偶型的章种类3.条件奥致死西突变醉型突变烤后的技菌体趁在某压些条径件下印，可穿以生耀存，糟但在企另一热些条膀件下幸则发补生死抬亡。扛如：据温度司敏感勤突变交型是狸最典矿型的黄条件勇致死奋突变穿型。4.致死惨突变舟型突变扔造成工菌体馆死亡育或生宫活能胆力下脊降。第三奶节突变坏体的悔形成突变屠的发平生并疑不一肥定意袭味着招突变粱体的度产生扑及性信状的车改变你。DN绘A分子封突变沟→团？携带凤突变叮基因烟的细丝式胞或绑个体耳，称龄为突变思体（mu装ta蒙nt烟)。没有讲发生途基因真突变臂的细晒胞或博个体充称为野生革型（wi伏ld算t摧yp丘e）。突变暗的修贺复一、钉光修晶复二、膨切除充修复三、睛重组源修复四、SO辟S修复五、DN弓as劫e的校意正作释用一、加光四修复卫（ph孤ot腿or抖ea达ct闸iv伪at最io菜n）经紫迎外线版照射闻后的顽微生让物若静立即太暴露意于可环见光谎下时馆，可握明显忽降低线其死什亡率?光修趣复主湿要是银对紫外据线引施起的DN选A损伤进行赵修复裹。光解变酶（ph乏ot钟ol姓ya凶se）在稿光环困境中翅能直报接修坏复DN伤A的嘧霉啶二剑聚体脏而不瞒需切撇除部泳分碱迟基。此酶膀在黑愁暗中精能专顺一性逝地识种别并写能与拜二聚翠体结窗合成酶-D确NA复合摧物，在有光起时可催请化一思个光据化学丈反应递。二、麦切除悉修复概（ex贸ci滩si证on抓r河ep贷ai劫r）在DN踪蝶A损伤愧较为夹严重膨时进粉行的页修复而。（暗修鸭复）Uv蚂rA咬BC票D酶类彩切除DN干A损伤锤部位宜，如T=犬T、核侍苷酸柔片段艺等，君从而提供泛一个3’受-叉OH末端。DN很A聚合孝酶Ⅰ补充抵空隙狭，连米接酶趣连接火，完化成修峡复。可修炭复各扯种理刊、化DN航A损伤喷。切除跟修复C跪Buv粗rD即复舟制后修复重组进酶结果档：虽并井不消摧除原农来的钉错误摆和损振伤，阀但避刚免了么新合神成链处出现俩损伤姨，使眯损伤木稀释亭。原母袍链中子的损订伤部贴位仍充需切难除修拜复才耍能去坊除。子代哀细胞定中只猎有一粗个细芹胞带设有损鸽伤DN领A三、皱重组至修复醋（re拜co蚀mb却in蚊at映io壳n弟re前pa崭ir）重组记修复子代亲链亲链子链子链亲链亲链子链子链亲代亲链亲链亲链亲链子链子链SO章S修复锣是指DN乞A受到除严重门损伤聪、细毯胞处劳于危舟急状边态时遣所诱主导的坚一种DN限A修复怜方式晴。四、SO盈S修复疼（SO太S待re惑pa克ir）SO凡S修复（SO东S标re拖pa糊ir）SO预S修复昌是指象紧急蚊修复控。SO庙S修复两基因是一所组基组因，武它们厕为DN愤A的损决伤所侍诱导雨。在DN泛A未受打重大惕损伤恩时SO此S修复姓基因秤受Le而xA阻遏蛋白被的抑雪制，德使mR险NA和蛋垄白质终合成谎都保配持在甲低水句平状袋态。当DN光A受到句重大盖损伤饲，少量补存在锤的Re鸭cA蛋白立即姥与DN率A单链纳结合遵，结烈合后里其修身复活鄙性被赏激活武，激含活的Re侧cA蛋白晌切除Le泉xA阻遏存蛋白录，使牺其他赶修复获基因柔得以吓表达蛙，产生却的修哗复蛋买白对凭损伤醒的DN静A进行融修复菊。修复的结果氧是维匙持基容因组痛的完爽整性厌，提网高细桐胞的令存活墨率，剃但留视下的枯错误世较多淹，故歉又称弱为错甜误倾宰向修只复，渔使细与胞有觉较高抢的突钞变率。DN尺A分子您突变融→惰？1.经修蜓复系谊统修补后恢陈复原堵有DN特A分子棚结构息。2.克服修复益系统阳的作药用，歼个体舍成为突变戴体。突变纱的表等型效僵应突变寺不改循变遗纯传性汗状显性岛突变奴和隐歌性突甲变的扰表型众效应突变妈后的流表型吨和环毒境表型嫁延迟浩（ph乳en茅ot恭yp对e概la词g）原因隐：①诱堵变剂娘的渗环入速拥度相是当慢馒。②突荡变发换生在津多核祸细胞宾的一艺个核刚。③原断有基童因产控物的突影响贸。概念死：指通微生浊物通川过自嗽发突宪变或模人工炎诱变六而产鸽生的或新基榜因型续个体肢所表鼠现出暑来的舞遗传蹄特性哈不能疾在当巴代出邻现，端其表杜型的柄出现抱必须章经过2代以零上的萌繁殖译复制周。？表型志延迟榜现象诱变涂皿悦培养诱变涂皿汪培养后培妈养第四辞节铃基庭因符误号的逮命名满系统基因枣符号案的命添名系故统19直66年《G泥en元et闻ic仆s》刊登杯了De蜘me扒re盏cM等建偷议的掘大肠矛杆菌件中基疗因符凭号的浆命名越系统裳。19柿81年Sh陡er织ma跌n又在台此基渐础上重提出羞了啤应酒酵起母基智因符芝号的柱命名孔规则愧。现在卖国际裂各权乖威性够