基因突變及其機(jī)制

關(guān)于基因突變及其機(jī)制第1頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2第一節(jié)突變類型第2頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3一、突變類型（一）按突變發(fā)生原因分類自發(fā)突變(spontaneousmutagenesis)

：未經(jīng)任何人為的處理而自然地發(fā)生的突變，稱為自發(fā)突變。誘發(fā)突變(inducedmutagenesis)：由人們有意識(shí)地利用物理或化學(xué)手段引起的突變稱為誘發(fā)突變。誘發(fā)突變的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自發(fā)突變頻率

第3頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4（二）、按變化范圍分突變類型突變可以發(fā)生在染色體水平或基因水平，發(fā)生在染色體水平的突變稱為染色體畸變，發(fā)生在基因水平的突變稱為基因突變。第4頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5染色體畸變（chromosomeaberration)

染色體數(shù)目的變化或染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生較大片段的異常改變。染色體數(shù)目的變化整倍體(euploidy)：含有完整的染色體組單倍體（n）：haploid

二倍體（2n）：diploid

三倍體（3n）：triploid

四倍體（4n）：tetraploid第5頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6非整倍體aneuploidy：含有不完整狀態(tài)的染色體組，一般是指二倍體中成對(duì)染色體成員的增加或減少。單體（二倍減一，monosomicdiploid):2n-1

缺體（二倍減二，nullisomicdilpoid):2n-2

三體（二倍加一，trisomicdiploid):2n+1

四體（二倍加二，tetrasomicdiploid):2n+2

雙二倍加一（doubletrisomic）:2n+1+1

部分二倍體（merodiploid）：細(xì)菌等原核生物中由一整條染色體和外來的一個(gè)染色體片段所構(gòu)成的不完整二倍第6頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7染色體結(jié)構(gòu)的變化染色體結(jié)構(gòu)的改變，多數(shù)是染色體或染色單體遭到巨大損傷產(chǎn)生斷裂，而斷裂的數(shù)目、位置、斷裂端連接方式等造成不同的突變包括染色體缺失、重復(fù)、倒位和易位等涉及到DNA分子上較大范圍的變化，往往會(huì)涉及到多個(gè)基因。第7頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8bfa-缺失

b-重復(fù)c-倒位d-相互易位第8頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三9染色體結(jié)構(gòu)的變化缺失

deficiency：是染色體片段的丟失。細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：缺失環(huán)遺傳學(xué)效應(yīng)：這種突變往往是不可逆的損傷，其結(jié)果會(huì)造成遺傳平衡的失衡。重復(fù)

repetition：是染色體片段的二次出現(xiàn)。細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：重復(fù)環(huán)遺傳學(xué)效應(yīng)：這種突變有可能獲得具有優(yōu)良遺傳性狀的突變體。第9頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三10倒位

inversion：是指染色體的片段發(fā)生了180°的位置顛倒細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：倒位環(huán)遺傳學(xué)效應(yīng)：造成染色體部分節(jié)段的位置順序顛倒，極性相反。易位

translocation：是指一個(gè)染色體的一個(gè)片段連接到另一個(gè)非同源染色體上。相互易位

reciprocaltranslocation：兩個(gè)非同源染色體間相互交換一部分。相互易位的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)：十字型圖象相互易位的遺傳學(xué)效應(yīng)：相應(yīng)基因表達(dá)出現(xiàn)異常第10頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11基因突變（genemutation）基因突變是指一個(gè)基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變，包括一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)核苷酸的缺失、插入或置換，分為堿基置換和移碼突變。染色體局部座位內(nèi)的變化點(diǎn)突變pointmutation

：?jiǎn)螇A基對(duì)的置換突變發(fā)生在一個(gè)基因范圍內(nèi)。多位點(diǎn)突變：突變超出一個(gè)基因范圍。第11頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三12堿基置換basepairsubstitution

DNA鏈上一個(gè)堿基對(duì)為另一堿基對(duì)所取代叫堿基置換

轉(zhuǎn)換

transition：DNA鏈中一個(gè)嘌呤（嘧啶）被另一個(gè)嘌呤（嘧啶）所置換。顛換

transversion：DNA鏈中一個(gè)嘌呤（嘧啶）被一個(gè)嘧啶（嘌呤）所置換。第12頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三13第13頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三14第14頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三15第15頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三16第16頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三17第17頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三18第18頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三19第19頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三20第20頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三21第21頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三22第22頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三23第23頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三24第24頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三25第25頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三26第26頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三27第27頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三28第28頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三29表現(xiàn)型或基因型表示符號(hào)表現(xiàn)型具有合成或利用某種物質(zhì)的能力缺乏合成或利用某種物質(zhì)的能力具有對(duì)某種抗生素的抗性具有對(duì)某種抗生素的敏感性Sub＋Sub－AntrAnts基因型能夠合成或利用某種物質(zhì)的野生型基因影響合成或利用某種物質(zhì)的突變基因突變的subA基因subA基因的63號(hào)突變具有溫度敏感表型的subA基因突變Sub＋Sub－subA－subA63subA（Ts）第29頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三30第30頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三31第31頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三32第32頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三33波動(dòng)實(shí)驗(yàn)fluctuationtest第33頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三34培養(yǎng)皿編號(hào)培養(yǎng)皿上菌落數(shù)樣品來自同一培養(yǎng)物樣品來自不同培養(yǎng)物11446411021556200031352230042148107051565500861444253031726494000816512501920564030101347764815111071012040130191400151016017170111864019002035平均值16.751.43.311.35303.8方差15273.8694662040.8第34頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三35涂布實(shí)驗(yàn)第35頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三36影印培養(yǎng)replicaplating實(shí)驗(yàn)第36頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三37第37頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三38一些細(xì)菌的抗藥性基因的突變率第38頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三39第39頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三40第40頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三41第41頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三42g1234NN2N4N8N16NMmN2mN+2mN8mN+4mN24mN+8mNM/Nm/2m3m/22m第42頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三43第43頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第44頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三45第45頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三46第46頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三47第47頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三48第48頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三49第49頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三50正向突變回復(fù)突變

第50頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三51第51頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三52不對(duì)應(yīng)性、自發(fā)性、稀有性、獨(dú)立性、穩(wěn)定性、可逆性、誘變性第52頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三53第53頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三54第54頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三55第55頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三56第56頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三57

DNA分子所攜帶的轉(zhuǎn)座因子可以造成插入突變

轉(zhuǎn)座（transposition）：DNA序列通過非同源重組的方式，從染色體的某一部位轉(zhuǎn)移到同一染色體上另一部位或其它染色體上某一部位的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座因子（transposableelement，TE）轉(zhuǎn)座因子包括原核生物中的插入序列、轉(zhuǎn)座子以及轉(zhuǎn)座噬菌體（如E.coli的Mu噬菌體）等第57頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三58第58頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三59滑移錯(cuò)配（slippedmismatching）（1）缺失第59頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三60DNA中正常的堿基配對(duì)第60頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三61第61頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三62第62頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三63第63頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三64第64頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三65第65頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三66第66頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三67第67頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三68第68頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三69第69頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三70在DNA復(fù)制過程中取代正常堿基，整合進(jìn)DNA分子

它們產(chǎn)生異構(gòu)體的頻率高，出現(xiàn)堿基錯(cuò)配的概率也高堿基類似物是如何提高突變頻率的?第70頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三71

5-溴尿嘧啶（5-BU）的結(jié)構(gòu)第71頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三72

5-溴尿嘧啶（5-BU）的堿基配對(duì)第72頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三73第73頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三74G≡CG≡BUeG≡CG≡BUeG≡CA=TA=BUkA:TA:BUkA:TG≡BUeA:TG≡CG≡BUe

G≡C→A=T5-BU摻入錯(cuò)誤A:T→G≡C第74頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三75第75頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三76第76頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三77（a）亞硝酸（b）羥胺（c）甲基磺酸乙酯（d）N-甲基-N’-硝基-N-亞硝基胍

第77頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三78第78頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三79

亞硝酸的脫氨基作用及其誘發(fā)的突變

第79頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三80A:TG┆C第80頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三81第81頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三82第82頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三83第83頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三84Alkylatedbasesalkylatingagents部分烷化劑和烷化堿基第84頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三85ChemicalreactivityofbasesisresponsibleforsomeDNAlesion堿基中最容易發(fā)生烷化作用的是嘌呤類鳥嘌呤N7是最易起反應(yīng)的位點(diǎn)

第85頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三86第86頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三87

烷化鳥嘌呤的堿基配對(duì)

第87頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三88GC就可能變?yōu)槿魏螇A基對(duì)第88頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三89第89頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三90第90頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三91烷化劑名稱理化特性pH7水中半衰期/h分子量狀態(tài)水溶性溶點(diǎn)或沸點(diǎn)20℃30℃37℃甲基磺酸乙酯(EMS)無色液體約8%沸點(diǎn)85~86℃/10mmHg932610.4124乙烯亞胺(EI)無色液體易溶于水沸點(diǎn)56℃/760mmHg43亞硝基乙基脲(NEU)粉紅色液約5%沸點(diǎn)53℃/5mmHg84117亞硝基甲基脲(NMU)黃色固體35103硫酸二乙酯(DES)無色油狀物不易溶3.3410.5亞硝基胍(NTG)黃色固體熔點(diǎn)118℃烷化劑的某些性質(zhì)第91頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三92溴化乙錠（EtBr）第92頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三93第93頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三94第94頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三95第95頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三96第96頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三97第97頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三98第98頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三99第99頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三100第100頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三101第101頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三102第102頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三103第103頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三104第104頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三105誘變劑在DNA上的初級(jí)效應(yīng)遺傳反應(yīng)堿基類似物摻入作用AT?GC轉(zhuǎn)換羥胺同胞嘧啶起羥化反應(yīng)GC→AT轉(zhuǎn)換亞硝酸A、C的脫氧基作用DNA交聯(lián)AT→GC轉(zhuǎn)換缺失烷化劑烷化堿基（主要是G）而導(dǎo)致：脫嘌呤作用；烷化堿基的互變異構(gòu)作用；DNA鏈的交聯(lián)作用；糖-磷酸骨架的斷裂堿基置換（AT?GC轉(zhuǎn)換、AT→TA顛換、GC→CG顛換）及染色體畸變吖啶類個(gè)別堿基的插入或缺失移碼突變紫外線照射形成嘧啶二聚體；形成嘧啶的水合物；DNA交聯(lián)；DNA斷裂AT→GC轉(zhuǎn)換、AT→GC顛換、及移碼突變電離輻射脫氧核糖-堿基之間化學(xué)鍵及脫氧核糖-磷酸之間化學(xué)鍵的斷裂；通過自由基對(duì)DNA的作用AT?GC轉(zhuǎn)換、移碼突變及染色體畸變第105頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三106第106頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三107第107頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三108突變生成過程第108頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三109第109頁(yè)，共130頁(yè)，2023年，2月20日，星期三