第六章微生物的遺傳和變異

遺傳和變異是一切生物最本質(zhì)的屬性。遺傳生物繁殖與自已相同或相似的后代的現(xiàn)象變異生物親代與子代之間，子代個體之間有差異的現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在形態(tài)和生理性狀。本文檔共107頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\13點25分第一節(jié)微生物的遺傳本文檔共107頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\13點25分通過3個經(jīng)典實驗證明了核酸（DNA和RNA）是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。1.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象2.T4噬菌體感染實驗3.植物病毒重建實驗一、遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)-DNA本文檔共107頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\13點25分最早進(jìn)行轉(zhuǎn)化實驗的是F.Griffith（1928）。肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗本文檔共107頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\13點25分S型菌落R型菌落有莢膜，致病的，菌落表面光滑（smooth）不形成莢膜，無致病性，菌落外觀粗糙（rough)本文檔共107頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\13點25分1944年，和M.McCarty從熱死的S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，并在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化實驗：本文檔共107頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\13點25分只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。而且，DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高，直到只取用純DNA的6×10-8g的量時，仍有轉(zhuǎn)化能力。這就說明，S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，決不是某一遺傳性狀（在這里是莢膜多糖）的本身，而是以DNA為物質(zhì)基礎(chǔ)的遺傳因子。本文檔共107頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\13點25分二、核酸的結(jié)構(gòu)和復(fù)制核酸是一種多聚核苷酸，它的基本單位是核苷酸核苷酸由堿基、磷酸和戊糖組成本文檔共107頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\13點25分兩類核酸的基本化學(xué)組成DNARNA嘌呤堿腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）嘧啶堿胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）戊糖D-2-脫氧核糖D-核糖酸磷酸磷酸本文檔共107頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\13點25分戊糖本文檔共107頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\13點25分堿基RNADNA

嘧啶環(huán)

嘌呤環(huán)尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C鳥嘌呤G腺嘌呤A本文檔共107頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\13點25分核苷本文檔共107頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\13點25分核苷酸本文檔共107頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\13點25分多聚核苷酸本文檔共107頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\13點25分（一）DNA的結(jié)構(gòu)1953年，J.Watson和F.Crick在前人研究工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜和分子模型，提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并對模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測。本文檔共107頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\13點25分DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點DNA分子由兩條DNA單鏈組成。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是分子中兩條DNA單鏈之間基團相互識別和作用的結(jié)果。雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級結(jié)構(gòu)的最基本形式。本文檔共107頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\13點25分DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點（1）DNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈(簡稱DNA單鏈)組成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向為5′→3′，而另一條鏈的方向為3′→5′。本文檔共107頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\13點25分（2）嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面與堿基環(huán)平面成90。角。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點本文檔共107頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\13點25分（3）螺旋橫截面的直徑約為2nm，每條鏈相鄰兩個堿基平面之間的距離為0.34nm，每10個核苷酸形成一個螺旋，其螺矩（即螺旋旋轉(zhuǎn)一圈）高度為3.4nm。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點本文檔共107頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\13點25分DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點（4）兩條DNA鏈相互結(jié)合以及形成雙螺旋的力是堿基對所形成的氫鍵。堿基的相互結(jié)合具有嚴(yán)格的配對規(guī)律，即A與T結(jié)合，G與C結(jié)合，這種配對關(guān)系，稱為堿基互補。A和T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。在DNA分子中，嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等。本文檔共107頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\13點25分大部分DNA具有雙螺旋結(jié)構(gòu)，亦稱為B型。小溝大溝5`3`5`3`本文檔共107頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\13點25分微生物中的DNA葉綠體中含有環(huán)狀DNA線粒體中含有環(huán)狀DNA細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體1.DNA的存在方式本文檔共107頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\13點25分遺傳物質(zhì)載體——染色體真核生物：染色體=DNA+組蛋白原核生物：染色體=DNA本文檔共107頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\13點25分遺傳物質(zhì)載體——質(zhì)粒原核生物細(xì)胞中，染色體外的一種環(huán)狀DNA分子;并非細(xì)胞必須，僅與某些性狀有關(guān);常作為基因轉(zhuǎn)移的運載工具.本文檔共107頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\13點25分質(zhì)粒PlasmidpBR322本文檔共107頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\13點25分基因：具有遺傳功能的DNA分子上的片段，平均1000個堿基對,分子量約6.7×105Da。一個DNA分子中含有多個基因，不同基因堿基對的數(shù)量和排列序列不同，基因具有自我復(fù)制能力。根據(jù)基因的功能差異，可分為結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因和操縱基因。2.基因-遺傳因子視頻資料：基因本文檔共107頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\13點25分基因類別結(jié)構(gòu)基因 包括編碼結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白的基因，也包括編碼阻遏蛋白和激活蛋白的基因。調(diào)控基因 包括調(diào)節(jié)基因、啟動基因和操縱基因。本文檔共107頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\13點25分操縱子J.Monod與F.Jacob本文檔共107頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\13點25分（二）DNA的復(fù)制本文檔共107頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\13點25分DNA的復(fù)制（以DNA為模板合成DNA）RNA的轉(zhuǎn)錄（以DNA為模板合成RNA）RNA的逆轉(zhuǎn)錄（以RNA為模板合成DNA）RNA的復(fù)制（以RNA為模板合成RNA）本文檔共107頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\13點25分機制——半保留復(fù)制12保留了一半父代DNA成份父代DNA半保留復(fù)制子代DNA本文檔共107頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\13點25分前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制滯后鏈不連續(xù)復(fù)制DNA復(fù)制為5`→3`半不連續(xù)復(fù)制。本文檔共107頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\13點25分半保留——復(fù)制結(jié)果半不連續(xù)——復(fù)制過程本文檔共107頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\13點25分三、DNA的變性與復(fù)性（一）核酸的變性核酸的變性是指核酸雙螺旋區(qū)的多聚核苷酸鏈間的氫鍵斷裂，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程。變性核酸將失去其部分或全部的生物活性。核酸的變性并不涉及磷酸二酯鍵的斷裂，所以它的一級結(jié)構(gòu)(堿基順序)保持不變。能夠引起核酸變性的因素很多。溫度升高、酸堿度改變、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的變性。本文檔共107頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\13點25分利用紫外吸收的變化，可以檢測核酸變性的情況。天然狀態(tài)的DNA在完全變性后，紫外吸收(260nm)值增加25－40%.RNA變性后，約增加1.1%。這種現(xiàn)象稱為增色效應(yīng).本文檔共107頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\13點25分DNA變性的特征DNA的變性過程是突變性的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成。因此，通常將引起DNA變性的溫度稱為融點，用Tm表示。一般DNA的Tm值在70-85C之間。DNA的Tm值與分子中的G和C的含量有關(guān)。G和C的含量高，Tm值高。因而測定Tm值，可反映DNA分子中GC含量，可通過經(jīng)驗公式計算：（G+C)%=(Tm-69.3)X2.44本文檔共107頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\13點25分DNA變性本文檔共107頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\13點25分（二）核酸的復(fù)性變性DNA在適當(dāng)?shù)臈l件下，兩條彼此分開的單鏈可以重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為復(fù)性。DNA復(fù)性后，一系列性質(zhì)將得到恢復(fù)，但是生物活性一般只能得到部分的恢復(fù)。DNA復(fù)性的程度、速率與復(fù)性過程的條件有關(guān)。將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時，DNA不可能復(fù)性。但是將變性的DNA緩慢冷卻時，可以復(fù)性。分子量越大復(fù)性越難。濃度越大，復(fù)性越容易。此外，DNA的復(fù)性也與它本身的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。本文檔共107頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\13點25分高溫變性緩慢冷卻熱復(fù)性急速冷卻復(fù)性失敗本文檔共107頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\13點25分核酸的雜交熱變性的DNA單鏈，在復(fù)性時并不一定與同源DNA互補鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，它也可以與在某些區(qū)域有互補序列的異源DNA單鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。這樣形成的新分子稱為雜交DNA分子。DNA單鏈與互補的RNA鏈之間也可以發(fā)生雜交。核酸的雜交在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的研究中具有重要意義。本文檔共107頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\13點25分核酸的雜交本文檔共107頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\13點25分mRNA(信使RNA)MessengerRNA約占總RNA的5%。不同細(xì)胞的mRNA的鏈長和分子量差異很大。它的功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–核糖體。四.RNA的四種存在形式本文檔共107頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\13點25分tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)TransferRNA約占總RNA的10-15%。它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息，并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運到核糖體的作用。已知每一個氨基酸至少有一個相應(yīng)的tRNA。RNA分子的大小很相似，鏈長一般在73-78個核苷酸之間。本文檔共107頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\13點25分rRNA(核糖體RNA)RibosomeRNA約占全部RNA的80%，是核糖體的主要組成部分。rRNA的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)。本文檔共107頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\13點25分反義RNA是能與DNA堿基互補，并能阻止、干擾復(fù)制轉(zhuǎn)錄和翻譯的短小RNA。起調(diào)節(jié)作用，決定mRNA翻譯合成速度。本文檔共107頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\13點25分五、微生物生長與蛋白質(zhì)合成DNA通過轉(zhuǎn)錄作用，將其所攜帶的遺傳信息傳遞給mRNA,在三種RNA（mRNA、tRNA和rRNA）的共同作用下，完成蛋白質(zhì)的合成。本文檔共107頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\13點25分DNA復(fù)制RNA轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制中心法則生物的遺傳信息從DNA傳遞給mRNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄。根據(jù)mRNA鏈上的遺傳信息合成蛋白質(zhì)的過程，被稱為翻譯和表達(dá)。1958年Crick將生物遺傳信息的這種傳遞方式稱為中心法則翻譯和肽鏈折疊組裝轉(zhuǎn)錄DNAmRNA從基因到蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程本文檔共107頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\13點25分1.轉(zhuǎn)錄–mRNA的合成轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成與其堿基順序互補的mRNA的過程。細(xì)胞生長周期的某個階段，DNA雙螺旋解開成為轉(zhuǎn)錄模板，在RNA聚合酶催化下，合成mRNA。本文檔共107頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\13點25分轉(zhuǎn)錄——以DNA為模板，按堿基配對原則（dA-U、dT-A、dG-C、dC-G)合成RNA鏈。DNA復(fù)制RNA轉(zhuǎn)錄本文檔共107頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\13點25分兩條鏈都是模板鏈嗎？本文檔共107頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\13點25分不對稱轉(zhuǎn)錄——只能以雙鏈中固定的一條鏈（模板鏈）為模板轉(zhuǎn)錄RNA開始(啟動子)本文檔共107頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\13點25分17bp螺旋解開長度12bpDNA-RNA復(fù)合體長度(終止子)本文檔共107頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\13點25分mRNA攜帶有合成蛋白質(zhì)的全部信息。蛋白質(zhì)的生物合成是以mRNA作為模板進(jìn)行的。本文檔共107頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\13點25分轉(zhuǎn)錄過程本文檔共107頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\13點25分遺傳密碼mRNA分子中所存儲的蛋白質(zhì)合成信息，是由組成它的四種堿基（A、G、C和U）以特定順序排列成三個一組的三聯(lián)體代表的，即每三個堿基代表一個氨基酸信息。這種代表遺傳信息的三聯(lián)體稱為密碼子，或三聯(lián)體密碼子。mRNA分子的堿基順序即表示了所合成蛋白質(zhì)的氨基酸順序。本文檔共107頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\13點25分遺傳密碼本文檔共107頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\13點25分2.蛋白質(zhì)的生物合成tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的幫助下，能夠識別相應(yīng)的氨基酸，并通過tRNA氨基酸臂的3'-OH與氨基酸的羧基形成活化酯－氨基酰-tRNA。本文檔共107頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\13點25分氨基酸活化的總反應(yīng)式是：氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨基酰-tRNA+AMP+PPi每一種氨基酸至少有一種對應(yīng)的氨基酰-tRNA合成酶。它既催化氨基酸與ATP的作用,也催化氨基?；D(zhuǎn)移到tRNA。氨基酰-tRNA合成酶具有高度的專一性。每一種氨基酰-tRNA合成酶只能識別一種相應(yīng)的tRNA。tRNA分子能接受相應(yīng)的氨基酸,決定于它特有的堿基順序,而這種堿基順序能夠被氨基酰-tRNA合成酶所識別。本文檔共107頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\13點25分(2)氨基酰-tRNA在mRNA模板指導(dǎo)下組裝成蛋白質(zhì)氨基酰-tRNA通過反密碼臂上的三聯(lián)體反密碼子識別mRNA上相應(yīng)的遺傳密碼，并將所攜帶的氨基酸按mRNA遺傳密碼的順序安置在特定的位置，最后在核糖體中合成肽鏈。本文檔共107頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期三\13點25分第二節(jié)微生物的變異本文檔共107頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期三\13點25分一、變異的本質(zhì)——基因突變DNA堿基順序的改變，是DNA在復(fù)制過程中出現(xiàn)錯誤產(chǎn)生的。由于DNA是具有復(fù)制功能的分子，一旦DNA堿基順序出錯，它就會通過復(fù)制機制遺傳下去。由于DNA堿基順序的改變引起生物遺傳性狀顯著變化的現(xiàn)象，稱為基因“突變”。本文檔共107頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期三\13點25分二、基因突變的化學(xué)本質(zhì)DNA堿基順序中核苷酸缺失，置換或插入，引起排列順序改變DNA結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)（氨基酸順序）的變化，從而引起生物特征或性狀發(fā)生變異。生物的變異和進(jìn)化可以認(rèn)為是由于DNA結(jié)構(gòu)的改變而引起蛋白質(zhì)組成和性質(zhì)變化的結(jié)果。本文檔共107頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期三\13點25分DNA結(jié)構(gòu)變化的類型及影響因素生物遺傳變異的分子機制是DNA分子中為氨基酸編碼的三聯(lián)體密碼子的改變。DNA遺傳密碼的改變主要有如下幾種類型：堿基順序顛倒，如TA被顛倒成AT；本文檔共107頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期三\13點25分某個堿基被調(diào)換，如AT換成GC；本文檔共107頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期三\13點25分MolecularbasisofMutationPointMutation天冬酰胺酪氨酸本文檔共107頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期三\13點25分③少了或多了一對或幾對堿基，例如：5’ATGGCTATGC3’變成5’ATGGTATGC3’3’TACCGATACG5’3’TACCATACG5’本文檔共107頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期三\13點25分三、導(dǎo)致基因突變的原因(1)DNA分子中堿基互變異構(gòu)效應(yīng)(2)物理因素紫外線（UV）、高能射線和電離輻射等。(3)化學(xué)因素烷基化試劑，亞硝酸鹽以及堿基類似物等。本文檔共107頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期三\13點25分(1)DNA分子中堿基互變異構(gòu)效應(yīng)DNA分子的堿基，存在酮式—烯醇式或氨式—亞胺式互變異構(gòu)。不同的互變異構(gòu)體形成氫鍵的方向和能力不同，有可能導(dǎo)致復(fù)制時出現(xiàn)錯誤。例如在正常情況下，A（氨式結(jié)構(gòu)）與T（酮式結(jié)構(gòu)）配對；當(dāng)A以亞胺式存在時（幾率非常?。瑒t與C配對。本文檔共107頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期三\13點25分胺式

亞胺式互變異構(gòu)本文檔共107頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期三\13點25分酮式烯醇式互變異構(gòu)本文檔共107頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期三\13點25分(2)物理因素射線的類別電離射線：α、β射線和不同能量的的中子等粒子輻射，還包括γ射線和X射線等電磁波輻射。非電離輻射：能量小，不足以引起物質(zhì)電離，如紫外線。本文檔共107頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期三\13點25分當(dāng)DNA受到大劑量紫外線（波長260nm附近）照射時，可引起DNA鏈上相鄰的兩個嘧啶堿基共價聚合，形成二聚體，例如TT二聚體。本文檔共107頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期三\13點25分光聚合反應(yīng)

胸腺嘧啶堿基在紫外光照射下，可以發(fā)生二聚加成反應(yīng)：

在DNA分子中，如果兩個胸腺嘧啶堿基相鄰，在紫外光照射下，可能發(fā)生上述聚合反應(yīng)，其結(jié)果是破壞了正常復(fù)制或轉(zhuǎn)錄。本文檔共107頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期三\13點25分(3)化學(xué)因素化學(xué)因素是引起DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的最常見因素，主要包括：第一類烷化劑如乙烯亞胺(EI)、硫酸二乙酯(DES)、甲基磺酸乙酯(EMS)、亞硝基甲脲(NMU)等。第二類堿基類似物如5-溴尿嘧啶(5-BU)、2－氨基嘌呤(AP)等。第三類能引起DNA分子中堿基增、減的物質(zhì)如丫啶類染料、ICR類化合物(氮芥類衍生物)本文檔共107頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期三\13點25分烷基化試劑能夠與DNA分子中的氨基或氧作用，生成烷基化DNA。除了堿基上有多個位置可被烷基化外，DNA鏈上磷酸二酯鍵中的氧也容易被烷基化，從而導(dǎo)致DNA鏈的斷裂。烷基化反應(yīng)本文檔共107頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期三\13點25分由于含氧堿基存在酮式和烯醇式的互變異構(gòu)，烯醇式中的羥基可以被烷基化轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的烯醇醚。鳥嘌呤核苷烷基化形成6-甲氧基鳥嘌呤核苷后，不再與C配對，而與T配對。這種情況將引起DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及信息表達(dá)出現(xiàn)錯誤。本文檔共107頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期三\13點25分環(huán)外氨基的反應(yīng)

環(huán)外氨基在適當(dāng)條件下，也可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。胞嘧啶核苷在亞硝酸作用下，可以形成重氮鹽，再轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑?。因此生物體內(nèi)亞硝酸的存在有可能改變DNA的堿基組成。腺嘌呤核苷和鳥嘌呤核苷也能發(fā)生類似的反應(yīng)，分別形成次黃嘌呤核苷（I）和黃嘌呤核苷（X）。這種變化，將影響或改變堿基形成氫鍵的能力和方向，導(dǎo)致DNA復(fù)制錯誤，是引起基因突變的重要原因之一。本文檔共107頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期三\13點25分本文檔共107頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期三\13點25分堿基類似物是一類結(jié)構(gòu)與核酸堿基相似的人工合成或天然化合物，由于它們的結(jié)構(gòu)與核酸的堿基相似，當(dāng)這些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞后能夠摻入到DNA鏈中，干擾DNA的正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。常見的有堿基衍生物及稠環(huán)、稠雜環(huán)類化合物。例如5-溴尿嘧啶（5-BU），它與胸腺嘧啶堿基的結(jié)構(gòu)相似，能取代T與A配對。又如一種稱為二惡英的含氯芳香雜三環(huán)化合物（2,3,7,8-四氯-二苯-二惡英，簡稱TCDD），是一種具有強烈致癌和致畸物質(zhì)。它能夠進(jìn)入細(xì)胞并與DNA結(jié)合，導(dǎo)致DNA復(fù)制發(fā)生錯誤，從而可能誘發(fā)癌變。本文檔共107頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期三\13點25分鐮刀狀貧血病—血液中大量出現(xiàn)鐮刀紅細(xì)胞，患者因此缺氧窒息正常細(xì)胞鐮刀形細(xì)胞它是最早認(rèn)識的一種分子病。流行于非洲，死亡率極高，大部分患者童年時就夭折，活過童年的壽命也不長，它是由于遺傳基因突變導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的突變。本文檔共107頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期三\13點25分正常型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys---β鏈

谷氨酸鐮刀型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys---β鏈

纈氨酸谷A（極性）纈A（非極性）由于纈氨酸上的非極性基團與相鄰非極性基團間在疏水力作用下相互靠攏，并引發(fā)所在鏈扭曲為束狀，整個蛋白質(zhì)由球狀變?yōu)殓牭缎?，與氧結(jié)合功能喪失，導(dǎo)致病人窒息甚至死亡，但病人可抗非洲瘧疾。本文檔共107頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期三\13點25分鐮刀形貧血病的氨基酸變化本文檔共107頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期三\13點25分……如經(jīng)DNA修復(fù)后有缺陷，DNA就會發(fā)生突變………發(fā)展成癌細(xì)胞本文檔共107頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期三\13點25分a自發(fā)突變spontaneousmutationb誘發(fā)突變inducedmutation四、突變的類型本文檔共107頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期三\13點25分誘發(fā)突變方法—物理誘變電離輻射：x-射線，-射線非電離輻射：紫外線本文檔共107頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期三\13點25分誘發(fā)突變方法—化學(xué)誘變有誘變作用的有機或無機化合物統(tǒng)稱誘變劑。烷基化試劑，亞硝酸鹽以及堿基類似物等。本文檔共107頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期三\13點25分原核生物的遺傳重組實質(zhì)上是指受體中插入來自供體的遺傳性不同的DNA片段，并把這種DNA片段或它的復(fù)本整合為受體基因組