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时间:2018-11-30
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1、第十章突变和重组机理§10.1突变的分子基础§10.1.1碱基类似物的诱发突变碱基替换(basesubstitution):一个碱基对被另一碱基对替换。包括转换(transtion)和颠换(transversion)。移码突变(frameshiftmutation):增加或减少一个或几个碱基对。Baseanalogues可以在DNA复制中代替某种碱基,引起配对错误,从而由一种碱基对代替另一种碱基对。5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,BU)是胸腺嘧啶的结构类似物。AT·AT·ABU·GBU·AT·ABU·GC·GC·G
2、BU·ABU·ABU·GC·GC·AT·2-氨基嘌呤(2-aminopurine)可取代腺嘌呤与T配对A·TAP·TA·TA·TAP·CGC·AP·T叠氮胸苷(AZT,azidothymidine):T的类似物是用于治疗爱滋病(acquiredimmunodeficiencysyndrome)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RNA→DNA的阶段是反转录酶的底物,但在细胞中却不是DNA聚合酶的合适底物。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
3、毒的合成。§10.1.2改变DNA化学结构的诱变剂亚硝酸(nitrousacid,HNO2):具有氧化脱氨作用。AHHNO2CUHNO2GHNO2XC·GNAU·AA·TA·TNAH·CC·G发生碱基转换烷化剂烷化剂是目前应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,这些烷基能够移到其他电子密度较高的分子中去,是碱基许多位置上增加了烷基,从而多方面改变氢键的结合能力。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,形
4、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GC→AT的转换。烷化作用可使DNA的碱基容易受到水解而从DNA上裂解下来,造成碱基的缺失。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)(Intercalatingmutagents)包括原黄素(proflavin)、acridineorange等。它们通过插入到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ac
5、ridine来使之回复,但不能有碱基类似物使之回复TACGAATCGGGTATTATGCTTAGCCCATAATACGAATCGGGTATTATGCTTAGCCCATAACG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(ultravioletlight,UV):能使DNA产生两种光生成物--环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。阻碍单链分开,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(
6、aflatoxinB1,AFB1)在鸟嘌呤N-7位置上形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。ACGTATGCATAFB1ACTATGCAT复制ACGTATGCAT+ACTATGAAT复制ACTTATGAAT基因突变与氨基酸顺序同义突变(samesensemutation):密码子发生改变,但所编码的氨基酸不变。错义突变(missensemutation):DNA中碱基对替换,使mRNA的某一密码子改变,由它所编码的氨基酸不同。很多错义突变造成蛋白质的
7、部分或完全失活,从而表现出突变性状。无义突变(nonsensemutation):碱基替换改变了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(hotspotsofmutation)和增变基因(mutatorgenes)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数。这些位点就称为突变位点。形成突变位点的最主要原因是5-甲基胞嘧啶(MeC)的存在。MeC诱变剂氧化脱氨T短的重复序列也容易形成突变热点。因为这些地方容易发生插入或缺失,这是由于D
8、NA复制时发生模板链与新生链之间碱基配对的滑动造成的。增变基因(mutatorgenes):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3′→5′校对功能丧失或降低dam基因
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