基因突变和基因组

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1、基因突变种类癌的遗传学基础人类基因组计划DNA操作技术10基因突变和基因组基因突变指一个基因中的DNA改变，最终造成遗传多样性10.1基因突变种类碱基对改变(点突变)转座因子10.1.1碱基对改变如果一个基因上原来的一个碱基对被另一个碱基对取代，称为点突变置换（同义突变、错义突变、无义突变）插入或缺失（移码突变）1、置换同义突变错义突变无义突变同义突变（samesensemutation）碱基被替换之后，产生了新的密码子，但新旧密码子同义，所编码的氨基酸种类保持不变，因此同义突变并不产生突变效应。错义突变（missensemutation）碱基替换使编码某种氨基酸

2、的密码子变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变。无义突变（non-sensemutation）碱基替换使编码氨基酸的密码变成终止密码UAA、UAG或UGA。T代替G2、插入或缺失移码突变根据基因突变发生的原因，可将突变分为：自发突变和诱发突变在自然条件下，未经人工处理而发生的突变为自发突变经人工处理而发生的突变是诱发突变3、突变的诱发诱变剂能诱发基因突变的各种内外环境因素统称为诱变剂（mutagen）物理诱变剂：各种射线等化学诱变剂紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体T-AT-T常见的化学诱变剂有：碱基类似物：以假乱真如：5-Bu(酮式与T结构

3、相似，烯醇式与G结构相似)，可以置换T或G丫啶类染料、氮芥类衍生物：造成DNA增加一、二个碱基，引起移码突变亚硝酸或烷化剂:可以改变核酸中核苷酸化学组成HNO210.1.2转座因子30岁那年，麦克林托克在某些玉米籽粒中发现了玉米色素显现着一些稀奇古怪的模式。她观察到玉米籽粒颜色的遗传很不稳定，有时籽粒上还出现一些斑斑点点。她通过耐心的记录和仔细的分析，发现使籽粒着色的色素基因是在某一特定代上“接上”或“拉断”的。1951年，在冷泉港生物学专题讨论会上，麦克林托克递交了自己的学术论文，向科学界同行报告了她的新理论。她提出遗传基因可以转移，能从染色体的一个位置跳到另一

4、个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。她把这种能自发转移的遗传基因称为“转座因子”。“转座因子”除了具有跳动的特性之外，还具有控制其他其因开闭的作用，因此“转座因子”又可叫做“控制因子”。巴巴拉·麦克林托克的发现，当时几乎不被科学界所接受直到20世纪60年代末，美国细菌学家J.Shapiro在研究大肠杆菌乳糖操纵子时发现，有一类可以移动的因子，会导致基因的插入失活和自主恢复活性，从而确认了转座因子的存在1983年，巴巴拉·麦克林托克荣获诺贝尔生理学或医学奖。真核细胞转座因子分为转座子和逆转座子转座子是基因中一段DNA序列，它通过自主复制后成为可移动的、新的转

5、座子拷贝，再插入基因组DNA中逆转座子也是基因中一段DNA序列，它转录出RNA后，再由反转录酶最终形成DNA双链，成为新的可移动的逆转座子拷贝，再插入基因组DNA中转座插入可引起插入突变、新基因产生及染色体畸变等遗传学效应基因组中DNA转座不仅可用于解释染色体缺失、倒位等遗传现象，而且还可用于构建新的突变株在几乎所有物种中都发现了与转座子相关的序列如人类中的Alu（阿奴）因子人的Alu因子约占人基因组10%，由300bp构成基本单位，在每个细胞中约有数十万拷贝Alu因子比绝大多数功能性转座因子短得多，不编码任何蛋白质人的DNA中，由于Alu因子转座插入，可导致血友

6、病和家族性高胆固醇血症等发生一种罕见的人类神经紊乱疾病—腿和脚的肌肉以及神经逐渐退化疾病，是由类似果蝇的转座因子Mariner插入17号染色体所致10.2脱离正常轨道的细胞—癌细胞在动物和人体中，由于细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞恶性肿瘤是指具有转移能力的肿瘤细胞离开原来的部位，扩散到新的组织、器官形成的新的肿瘤癌细胞的主要特征能自身提供充足的生长信号对抑制/抗生长信号不敏感能逃避细胞凋亡有无限复制的潜能能支持癌中新血管生长发生组织侵染和转移致癌因子物理化学生物致癌基因在1911年Rous发现能使鸟类结缔组织长出肿瘤的病毒，按发现者的名字命名，为劳氏

7、肉瘤病毒（RSV，发现者，1879—1970，1966年获诺贝尔奖）在致癌病毒中找到与致癌直接相关的基因，称癌基因，RSV中的癌基因定名为src基因。src表达产物是酪氨酸激酶，可使细胞中蛋白质的酪氨酸磷酸化，使蛋白质构型和功能改变，从而造成正常细胞癌变进一步研究发现，未感染的寄主细胞中，用分子杂交技术也能找到与病毒癌基因相近的核苷酸序列，称为细胞癌基因（c-src），或原癌基因来自病毒的称病毒癌基因(v-src)原癌基因如何变成癌基因转座或易位基因扩增点突变造成过度表达，或表达产物蛋白质活性失控，导致细胞发生转化，向癌变方向发展。肿瘤抑制基因P53—抑癌基因P5

8、3表达产物