微生物的基因突变.ppt

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1、第十章微生物的基因突变（MicrobialMutation）1内容突变的概念突变的类型和分离方法*自发突变的分子机制*＃诱发突变的分子机制*＃DNA损伤的修复#2第一节突变的概念3一.突变和变异突变（mutation）：可以通过复制而遗传的DNA结构的任何改变。变异（variation）：由基因控制的、对环境具有适应性的表型差异。突变体（mutant）：携带某一突变基因，并表现出相应表型的细胞或个体及其后代。4二.基因突变的特点1.随机性2.稀有性3.可逆性4.可诱发性5.有突变热点5三.研究基因突变的意义认识基因的存在和功能研究复制、表达、基

2、因表达调控生物育种6第二节突变体的类型和分离方法7一.突变体的类型1.形态结构突变体2.生理生化突变体3.抗性突变体4.其他突变体8二.突变体的分离和检测方法1.筛选（screen）2.选择（selection）3.富集（enrichment）（反选择）9影印平板筛选技术灭菌丝绒覆盖的圆盘主平板使用某种诱变剂处理的细胞影印平板（完全培养基）影印平板（无赖氨酸培养基）有菌落无菌落Lys-10抗性选择技术含药物的培养基11第三节自发突变的分子机制12DNA复制错误碱基的脱嘌呤或脱氨基作用转座因子重组错误碱基置换（转换颠换）点突变移码突变（缺失插入）染

3、色体畸变：缺失、重复、倒位、易位突变13一.DNA复制错误一）碱基互变异构体导致碱基置换酮式→烯醇式，氨基式→亚氨基式14碱基置换产生的效应：沉默突变UAC→UAU（Try）无义突变UAC→UAG错义突变UAC→AAC（Try→Asn）15二）DNA环出或跳格导致移码突变插入碱基缺失碱基新合成链环出亲本链环出增加碱基减少碱基16移码突变产生的效应：编码区改变蛋白的阅读框非编码区改变蛋白的数量17二.碱基的脱嘌呤或脱氨基作用脱嘌呤：空位随机插入碱基，引起突变。脱氨基：如5mC→T5mC:GT:A18突变热点与某一基因的核苷酸序列有关如5mC含量较多

4、5mC:GT:A基因上的距离突变数1020304050100150200250300bp脱氨基19三.转座因子转座导致基因改变Tn插入gene基因序列被破坏mRNA活性肽无活性的肽20四.RNA基因组的突变许多病毒：RNA基因组突变速率是DNA基因组的1000倍以上除RNA复制酶的校正外，无过多修复机制21五.突变的回复和抑制同位回复突变回复突变基因内抑制异位回复突变（抑制突变）基因间抑制置换抑制移码抑制信息抑制互作抑制22一）基因内抑制1.置换抑制第一位置突变导致一氨基酸替换第二位置突变改变另一氨基酸，回复了蛋白质的构像、稳定性和活性如色氨酸合

5、成酶TyrA蛋白23210位突变174位突变242.移码抑制在移码突变的附近增加（删除）碱基，恢复蛋白质阅读框25二）基因间抑制1.信息抑制由于翻译信息的改变，而将正常氨基酸插入到突变位置，恢复蛋白功能如tRNA基因突变3’-GAU-5’GUAtRNATry3’-CAU-5’mRNA262.互作抑制多亚基蛋白质的活性取决于：各亚基的一级结构；各亚基之间相互作用形成的高级结构蛋白质相互作用表型基因型野生型突变型互作抑制突变A+B+A-B+A-B-27第四节诱发突变的分子机制28诱变剂（mutagen）化学～物理～生物～29一.化学诱变剂一）碱基类似

6、物如5-BrU，类似T5-BrU:A5-BrU:G结果：在复制中引入突变，AT→GC原因：通过酮式和烯纯式转变而诱发突变3031二）碱基修饰剂烷化剂：如甲基磺酸乙酯脱氨基诱变剂：如亚硝酸其他：如羟胺修饰碱基，强力诱变剂在复制中和静止中都可引入突变32三）插入诱变剂吖啶橙类：溴化乙锭：片状分子，插入到两碱基对之间，引起移码突变33四）体外定点诱变（invitrosite-specificmutagenesis）Oligonucleotidemismatchmutagenesis3435五）诱变和致癌作用1.诱变剂的作用：Mutagenesisand

7、carcinogenesis2.诱变剂的检测：Amestest通过鼠伤寒沙门氏菌（Salmonellatyphimurium）组氨酸缺陷型（his-）的回复突变来确定36Amestest37二.物理诱变剂非离子辐射：如紫外线辐射离子辐射：如X-射线，-射线38紫外线诱变：碱基吸收峰260nm1.相邻的T交联，形成T=T2.DNA聚合酶不能识别T=T，将导致错误碱基的插入而引起突变39三.生物诱变剂参与诱变的生物大分子DNA分子：转座因子、病毒DNA等DNA重组酶修饰酶40转座因子诱变：如转座子Tn5和Tn10转座子标签技术（transposon

8、tagging）1）诱变，初筛突变体2）分离不同表型的突变体3）分离插入突变的基因41第五节DNA损伤的修复42光复活修复错配修复无碱基