基因突变与DNA损失修复

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1、第13章基因突变与DNA损失修复本章将讲述1、点突变及其分子效应2、点突变的诱发机制3、自发突变4、动态突变5、DNA损失修复机制6、基因突变的检测13.113.1.1点突变及其分子效应点突变的类型基因突变（Genemutation）：一个基因内DNA序列结构的改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换等。这种突变是一种遗传物质的可遗传的改变，通常从一个等位基因变为另一个新的等位基因。点突变（pointmutations）:影响基因中（DNA中）的一单个碱基对的那些基因突变。点突变的类型（1）碱基替换（basesubstution）一对碱基替换另一对碱基所造成的突变，可分为：①转换（t

2、ransition）替换发生在同类碱基之间，即一种嘌呤替换另一种嘌呤，一种嘧啶替换另一种嘧啶。转换突变的四种类型：AT→GCTA→CGGC→ATCG→TA②颠换（transversion）不同类型的碱基间的替换，即嘌呤被替换成嘧啶，或是相反。这种替换较为少见。八种类型的颠换突变：AT→CGAT→TAGC→TAGC→CGTA→GCTA→ATCG→ATCG→GC（2）碱基的增加及缺失通常称为插入／缺失（insertionanddeletion，indel）。插入／缺失突变指的是一个碱基对被插入或从DNA中被删除，有时也可能一次同时发生碱基对的插入和缺失。13.1.2点突变的分子效应（1）突变发

3、生在基因编码区在蛋白质水平上可造成：①同义突变（synonymousmutation）某基因的一个碱基对的变化改变了mRNA中的一个密码子，该密码子与原密码子一样编码相同的氨基酸，产生的蛋白质仍为野生型功能。若碱基替换发生在密码子的第三位时，由于密码子的简并性，并不能产生错误的氨基酸，故同义突变又称为沉默突变（silentmutation）。例：由AT→GC转换突变而产生的一个沉默突变使密码子从5’-AAA-3’变为5’-AAG-3’，这两种密码子都是Lys的专用密码子图13-1②错义突变（missensemutation）:由于单个碱基替换导致肽链中的氨基酸发生改变。在DNA中一对碱基的

4、改变引起一个mRNA密码的改变，结果使得多肽链中原来的一个氨基酸，变为另一个氨基酸，导致表型的改变。如图13－2C，一对碱基AT→GC转换突变，使得DNA从5’-AAA-3’变成5’-GAA-3’mRNA密码子从3’-TTT-5’3’-CTT-5’图13－25’-AAA-3’（Lysine）5’-GAA-3’（Glutamicacid谷氨酸）。例如：人的β-hemoglobin基因在第六个密码子上一对核苷酸的变化导致β-hemoglobin链的一个氨基酸替换（Glu→Val），若该个体是突变的纯合子，他将是镰刀形贫血病患者，HbA→Hbs图13－3⑤移码突变（frameshiftmutat

5、ion）:由基因内增加或减少一个或多个碱基对所引起的密码子的改变。（当只含有一个碱基的变化时，这种移码突变为点突变）。例如：增加或减少一个碱基对，移动了mRNA阅读框一个碱基，结果一个不正确的氨基酸被加到多肽链突变后的位点。图13－5通常，移码突变得到新的密码子产生一个较短的蛋白质或造成对正常终止密码子的通读（readthrough），得到比正常蛋白质更长的蛋白质，二种情况都是无功能的蛋白质。（2）突变发生在基因的非编码区调节区和非编码区的DNA序列，在DNA水平上，它们包括RNA多聚酶及其相关因子和特定转录因子的结合位点。在RNA水平上则包括核糖体结合位点，真核生物mRNA外显子交接区5

6、′和3′端拼接位点以及调节mRNA进入细胞特定区域和组分的翻译调节和定位信号位点。结合位点一旦被破坏很可能改变基因在特定时间、组织或特定环境反应中的表达量，某些结合位点的突变可能完全阻遏基因正常表达的必经步骤，如果RNA聚合酶或剪接因子（splicingfactor）的接合位点发生突变则可使基因产物完全失活或阻断其产生。调节位点的突变通常只改变产生蛋白质的数量而不是其结构。区分特定基因在DNA水平的改变与在表型水平上的改变是十分重要的，在基因的非编码区发生的许多点突变，往往只引起细小的或完全没有表型上的改变，这些点突变通常发生在调节蛋白结合位点之间的DNA序列，这些序列可能与基因功能无关或

7、位于基因内的重复区。13.1.3基因突变的多向性和可逆性同一个基因可以向不同的方向突变，但在染色体上的座位不变。例如：果蝇X染色体上的基因WW（白眼）We（曙红眼)）(Wb,Wbf,Wa,Wc,Wt,Wx等）这些基因都是等位的，影响同一种性状——眼睛颜色，彼此间不能交换和重组，它们是同一个基因向不同方向发生突变而产生的——复等位基因的起源。此外，当某个基因A突变成a以后，也可以再向反方向发生突变，回复成原来的A，并使表型