2基因突變與修復(fù)機(jī)制課件

2基因突變與修復(fù)機(jī)制課件12基因突變與修復(fù)機(jī)制課件2第二章

基因突變與DNA的損傷修復(fù)科學(xué)的遺傳觀是動(dòng)態(tài)和進(jìn)化的遺傳，而有活力的突變是可遺傳的突變，是生物進(jìn)化的源泉和動(dòng)力。孟德?tīng)栠z傳和連鎖遺傳中的可遺傳變異均是基因重組的結(jié)果，不是基因本身發(fā)生了質(zhì)的變化。本章將討論染色體上組成基因的DNA序列和脫氧核苷酸分子結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變。第二章科學(xué)的遺傳觀是動(dòng)態(tài)和進(jìn)化的遺傳，而有活力的突變是3重要性分析：本部分是遺傳變異的重要內(nèi)容，基因突變與生物進(jìn)化、人類(lèi)健康和農(nóng)業(yè)良種選育關(guān)系密切。參考文獻(xiàn)：DanielL.Hartl《Genetics:AnalysisofGenesandGenomes》Chapter7MolecularmechanismsofmutationandDNArepair重點(diǎn)掌握：基因突變的概念和類(lèi)型、基因突變的一般特點(diǎn)、誘變的因素及突變的分子機(jī)理、DNA的損傷修復(fù)和突變的檢出?；蛲蛔兊臋z出是難點(diǎn)，檢測(cè)方法因生物的不同而有顯著差異，但共同點(diǎn)就是設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)讓突變基因表達(dá)。重要性分析：參考文獻(xiàn)：重點(diǎn)掌握：4第一節(jié)、基因突變與多態(tài)的關(guān)系什么是基因突變(genemutation)呢？基因突變和多態(tài)有什么關(guān)系呢？Therearemanyofthenormaldifferencesbetweenpeoplesuchaseyecolor,haircolor,andbloodtype.這些性狀呈明顯的多態(tài)性：眼色：黑色、藍(lán)色、褐色發(fā)色：黑色、黃色、白色血型：A、B、AB、O這些多態(tài)性的性狀是等位基因控制，由基因突變產(chǎn)生第一節(jié)、基因突變與多態(tài)的關(guān)系什么是基因突變(genemu5依據(jù)定義，群體中存在一個(gè)正常（野生）的等位基因，而突變可以產(chǎn)生一個(gè)少有的不正常的變異體（相對(duì)野生性狀）。Thisimpliesthereisanormalallelethatisprevalentinthepopulationandthatthemutationchangesthistoarareandabnormalvariant.任何導(dǎo)致基因序列改變的變異叫基因突變。AmutationisdefinedasanychangeinaDNAsequenceawayfromnormal.多態(tài)是指群體中普遍存在的一種DNA序列變異。ApolymorphismisaDNAsequencevariationthatiscommoninthepopulation.依據(jù)定義，群體中存在一個(gè)正常（野生）的等位基因，而突變可以產(chǎn)62基因突變與修復(fù)機(jī)制課件72基因突變與修復(fù)機(jī)制課件82基因突變與修復(fù)機(jī)制課件9把因基因突變而表現(xiàn)突變性狀的細(xì)胞或個(gè)體，稱(chēng)為突變體（mutant），或稱(chēng)突變型。把因基因突變而表現(xiàn)突變性狀的細(xì)胞或個(gè)體，稱(chēng)為突變體（muta10二、基因突變的隨機(jī)性random1、生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期中均可發(fā)生突變，即體細(xì)胞突變和性細(xì)胞突變。性細(xì)胞突變：突變率高且是可遺傳的；體細(xì)胞突變：通常會(huì)丟失，如果要保留需經(jīng)無(wú)性繁殖傳遞給后代。例如植物的“芽變”，可經(jīng)扦插、壓條、嫁接或組織培養(yǎng)后保留。芽變可以選育優(yōu)良品種，如溫州早桔。二、基因突變的隨機(jī)性random性細(xì)胞突變：突變率高且是可11體細(xì)胞突變（somaticmutation，Acquiredmutation

），危害個(gè)體；生殖細(xì)胞突變（germ-linemutation；hereditarymutations），危害群體。體細(xì)胞突變（somaticmutation，Acquire12金銀眼貓我哪里發(fā)生了突變？是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞突變？是發(fā)育早期還是晚期突變？金銀眼貓我哪里發(fā)生了突變？132．基因突變通常獨(dú)立發(fā)生：某一基因位點(diǎn)的一個(gè)等位基因發(fā)生突變時(shí)，不影響另一個(gè)等位基因，即等位基因中兩個(gè)基因不會(huì)同時(shí)發(fā)生突變。2．基因突變通常獨(dú)立發(fā)生：142基因突變與修復(fù)機(jī)制課件15三、基因突變的稀有性rarity據(jù)估計(jì)，一般高等動(dòng)植物基因突變率是10-5～10-8。細(xì)菌和噬菌體等微生物的突變率比高等動(dòng)植物的要高一些。同一種生物的不同基因，突變率也不相同。例如，玉米的抑制色素形成的基因的突變率為1.06×10-4，而黃色胚乳基因的突變率為2.2×10-6.三、基因突變的稀有性rarity據(jù)估計(jì)，一般高等動(dòng)植物基因16四、基因突變的重演性和可逆性reversibility1.重演性：同一生物不同個(gè)體間可以多次發(fā)生同樣的突變。如表中玉米籽粒7個(gè)基因中前6個(gè)，在多次試驗(yàn)中都出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的突變，且其突變率也極為相似。四、基因突變的重演性和可逆性reversibility如表172.可逆性：象許多生化反應(yīng)過(guò)程一樣是可逆的。正突變（forwardmutation）：使野生型基因失活的突變。回復(fù)突變（backmutation）：通過(guò)重建原來(lái)的DNA序列或在基因其它部位獲得補(bǔ)償性突變。也叫反突變（reversemutation)。顯性基因A通過(guò)正突變形成的隱性基因a又可經(jīng)過(guò)反突變又形成顯性基因A。例如：2.可逆性：象許多生化反應(yīng)過(guò)程一樣是可逆的。顯性基因A通過(guò)正18（1）真正回復(fù)（truereversion)：是使表型恢復(fù)到野生型的突變（多發(fā)生在堿基替換）。（2）抑制基因突變（suppressormutation）：發(fā)生在其它位置的另一次的突變正好補(bǔ)償了第一次突變的效應(yīng)，使其恢復(fù)到野生型表型?；騼?nèi)抑制突變：如一個(gè)基因編碼序列發(fā)生堿基的改變導(dǎo)致表型的變化可由同一基因另一位置上發(fā)生的堿基突變而恢復(fù)正常。（1）真正回復(fù)（truereversion)：是使表型恢復(fù)19例如大腸桿菌的色氨酸合成酶A亞基的突變抑制效應(yīng)突變型A46：其A亞基210位氨基酸編碼子發(fā)生堿基替換，由GGA→GAA導(dǎo)致甘氨酸為谷氨酸所替代,從而使它失去了正常的酶活性；突變型A446：在這一替代不改變的情況下，A亞基的第174位氨基酸編碼序列發(fā)生堿基替換，由UAC→UGC，使酪氨酸為半胱氨酸所替代，這一改變導(dǎo)致酶活性的恢復(fù)。例如大腸桿菌的色氨酸合成酶A亞基的突變抑制效應(yīng)突變型A46：20基因間抑制基因突變：一個(gè)基因突變被另一基因突變抑制。例如通過(guò)“翻譯校正的基因間抑制”UAC編碼酪氨酸,其tRNA反密碼子是AUG。當(dāng)UAC突變?yōu)閁AG后翻譯停止。如果其tRNA基因發(fā)生突變導(dǎo)致其反密碼子由AUG變?yōu)锳UC，則可以識(shí)別UAG，可是它的3′端上仍可攜帶酪氨酸從而使無(wú)義突變密碼子位置上照常出現(xiàn)酪氨酸而使翻譯正常進(jìn)行?；蜷g抑制基因突變：一個(gè)基因突變被另一基因突變抑制。例如通過(guò)21為什么回復(fù)突變頻率遠(yuǎn)比正向突變低？提示：首先，對(duì)一個(gè)基因而言正向突變的突變方向是隨意的，是多方向的，而回復(fù)突變是通過(guò)再一次突變變回之前的基因型，也就是只有一個(gè)突變方向；其次，發(fā)生堿基缺失的不易回復(fù)；再次，有些突變是致死突變，因而無(wú)法回復(fù)。所以頻率很低。為什么回復(fù)突變頻率遠(yuǎn)比正向突變低？提示：首先，對(duì)一個(gè)基因而言22五、突變的多方向性multi-direction1．基因突變的方向不定，可多方向發(fā)生：如A突變?yōu)閍1、a2、a3、…對(duì)A來(lái)說(shuō)他們都是等位關(guān)系，但其之間性狀表現(xiàn)可能各不相同。如何驗(yàn)證等位關(guān)系呢？遺傳試驗(yàn)證明它們的等位性：AA×a1a1F2呈3∶1或1∶2∶1a1a1×a2a2F2呈3∶1或1∶2∶1果蠅的部分眼色復(fù)等位基因及白眼基因起源

五、突變的多方向性multi-direction如A突變?yōu)?32．復(fù)等位基因(multi-allele)：指位于同一基因位點(diǎn)上各個(gè)等位基因的總體。

復(fù)等位基因并不存在于同一個(gè)體中(同源多倍體除外)，而是存在于同一生物群內(nèi)。復(fù)等位基因的出現(xiàn)，增加生物多樣性，提高生物的適應(yīng)性，提供育種工作更豐富的資源，使人們?cè)诜肿铀缴线M(jìn)一步了解基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2．復(fù)等位基因(multi-allele)：復(fù)等位基因的出現(xiàn)243．復(fù)等位基因廣泛存在于生物界：（1）植物自交不親和性：指自花授粉不結(jié)實(shí)，而不同基因型株間授粉可結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。自花不親和性表現(xiàn)為花粉在柱頭上不能萌發(fā)和延伸，在卵細(xì)胞與花粉中基因間有拮抗作用，即具有某一基因的花粉不能在具有同一基因的柱頭上萌發(fā)。栽培的普通煙草為自花授粉植物，但煙草屬中有兩個(gè)野生種表現(xiàn)為自交不親和性，已發(fā)現(xiàn)有15個(gè)自交不親和的復(fù)等位基因S1、S2、……、S15控制自花授粉不結(jié)實(shí)性。3．復(fù)等位基因廣泛存在于生物界：（1）植物自交不親和性：指自252基因突變與修復(fù)機(jī)制課件26(2)人類(lèi)血型：由三個(gè)復(fù)等位基因IA、IB和i決定，其中IA、IB對(duì)i基因均為顯性，IA與IB間無(wú)顯隱性關(guān)系(二者同時(shí)存在，表現(xiàn)各自的作用)。這三個(gè)復(fù)等位基因可組成6種基因型和4種表現(xiàn)型：(2)人類(lèi)血型：由三個(gè)復(fù)等位基因IA、IB和i決定，其中I27六、基因突變的有害性和有利性disadvantageandadvantage1．突變的有害性多數(shù)突變對(duì)生物是有害的（為什么？）：基因突變會(huì)打破或削弱長(zhǎng)期自然選擇進(jìn)化形成的平衡關(guān)系，進(jìn)而打亂代謝關(guān)系，引起程度不同的有害后果。致死突變（對(duì)個(gè)體有害，對(duì)群體有利）：即導(dǎo)致個(gè)體死亡的突變(這類(lèi)突變無(wú)法回復(fù)）。玉米白化苗隱性致死隱性致死基因（recessivelethalalleles）只在隱性純合時(shí)才能使個(gè)體死亡。顯性致死基因（dominantlethalalleles）在雜合體狀態(tài)時(shí)可導(dǎo)致個(gè)體死亡。六、基因突變的有害性和有利性1．突變的有害性致死突變（對(duì)個(gè)體282、中性突變控制次要性狀的基因發(fā)生突變，不影響該生物的正常生理活動(dòng)，因而仍保持其正常的生活力和繁殖力，被自然選擇保留下來(lái)。例如：水稻有芒、無(wú)芒；小麥紅皮、白皮。3、有利突變不但無(wú)害，而且有利。如抗倒、抗病、早熟等突變。4、突變有害的相對(duì)性相對(duì)環(huán)境：如高稈、矮稈。矮稈株在高稈群體中受光不足；有利性：矮稈株在多風(fēng)或高肥地區(qū)有較強(qiáng)抗倒伏性。相對(duì)于人類(lèi)需要：谷類(lèi)落粒性對(duì)生物有利、對(duì)人類(lèi)無(wú)益；植物雄性不育，對(duì)生物不利，但方便人類(lèi)制備雜交種。2、中性突變3、有利突變29七、突變的平行性親緣關(guān)系相近物種因遺傳基礎(chǔ)近似，常發(fā)生相似的基因突變。由于突變平行性的存在，可以考慮一個(gè)物種或?qū)偎哂型蛔冾?lèi)型，在近緣物種或?qū)賰?nèi)也可能存在，對(duì)人工誘變有一定的參考意義。例如：小麥有早、晚熟變異類(lèi)型，屬于禾本科其它物種如大麥、黑麥、燕麥、高粱、玉米、黍、水稻、冰草等同樣存在著這些變異類(lèi)型。七、突變的平行性親緣關(guān)系相近物種因遺傳基礎(chǔ)近似，常發(fā)生相似的301、根據(jù)突變?cè)从诓煌?xì)胞類(lèi)型1）體細(xì)胞突變2）生殖細(xì)胞突變第三節(jié)基因突變的類(lèi)型2、根據(jù)突變表型1)形態(tài)突變（morphologicalmutation）：突變的個(gè)體發(fā)生形態(tài)可見(jiàn)的變化，也叫可見(jiàn)突變2)生化突變（biochemicalmutation）:突變個(gè)體原有特定的生化功能發(fā)生改變或喪失，在形態(tài)上不一定有可見(jiàn)的變化，但通過(guò)生化方法可以檢測(cè)到。1、根據(jù)突變?cè)从诓煌?xì)胞類(lèi)型第三節(jié)基因突變的類(lèi)型2、根據(jù)突313)致死突變（lethalmutation）:突變?cè)斐蓚€(gè)體死亡。致死突變?nèi)羰请[性基因決定的，那么雙倍體生物能夠以雜合子的形式存活下來(lái)，一旦純合，則死亡。

4)條件致死突變（conditionallethalmutation）突變的個(gè)體在某些條件下可以生存，但條件改變后死亡。如溫敏突變型中有些酶蛋白（DNA聚合酶，氨基酸活化酶等）肽鏈中的幾個(gè)氨基酸被更換，從而降低了原有的抗熱性。3)致死突變（lethalmutation）:突變?cè)斐蓚€(gè)體323、從影響基因的顯隱性上顯性突變（dominantmutation）造成顯性表型的突變，表現(xiàn)早純合慢，第一代就能表現(xiàn)，第二代能純合，而檢出純合突變體則需到第三代。隱性突變（recessivemutation）造成隱性表型的突變，表現(xiàn)晚、純合快，第二代表現(xiàn)，第二代純合，檢出在第二代。3、從影響基因的顯隱性上隱性突變（recessivemut334、根據(jù)功能是否改變功能丟失突變（loss-of-functionmutation）突變事件通常是刪除或改變了基因的關(guān)鍵功能區(qū)，使生物體對(duì)某種表型的功能喪失后產(chǎn)生的突變。功能獲得突變（gain-of-functionmutation）突變事件引起的遺傳變化有可能使生物體獲得某種新的功能。5、根據(jù)突變的方向：正向突變和回復(fù)突變6、根據(jù)起源自發(fā)突變spontaneousmutations：指在無(wú)人工干預(yù)的條件下，自然發(fā)生的突變。誘發(fā)突變inducedmutation：指在人工干預(yù)的條件下發(fā)生的突變。4、根據(jù)功能是否改變功能丟失突變（loss-of-func347、DNA序列的改變-點(diǎn)突變點(diǎn)突變：狹義上指只有一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，廣義點(diǎn)突變包括堿基替換（basesubstitution）和堿基的增加及缺失(insertionanddeletion,indel)。堿基替換(basesubstitution)：一對(duì)堿基替換另一對(duì)堿基所造成的突變。包括：轉(zhuǎn)換(transition)：同類(lèi)堿基之間的替換；顛換(transversion)：不同類(lèi)堿基之間的替換。堿基的增加及缺失(insertionanddeletion,indel)通常稱(chēng)插入/缺失，指的是一個(gè)或多個(gè)堿基對(duì)被插入或從DNA中刪除，有時(shí)也可以同時(shí)發(fā)生。7、DNA序列的改變-點(diǎn)突變點(diǎn)突變：狹義上指只有一個(gè)堿基對(duì)發(fā)352基因突變與修復(fù)機(jī)制課件36錯(cuò)義突變(Missensemutation)

多肽鏈中相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生的氨基酸的取代影響蛋白質(zhì)的功能。（1）突變發(fā)生在基因編碼區(qū)根據(jù)點(diǎn)突變影響基因功能可以將突變分為：錯(cuò)義突變(Missensemutation)多肽鏈中相應(yīng)37滲漏突變(Leakymutation)僅導(dǎo)致蛋白功能下降的錯(cuò)義突變；保守性錯(cuò)義突變（Conservativemutation)也叫中性突變（neutralmutation）多肽鏈中相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生氨基酸取代并不影響蛋白質(zhì)的功能;非保守性錯(cuò)義突變導(dǎo)致蛋白功能和結(jié)構(gòu)嚴(yán)重改變的錯(cuò)義突變（不同化學(xué)性質(zhì)氨基酸的替換）。錯(cuò)義突變又可以分為：滲漏突變(Leakymutation)錯(cuò)義突變又可以分為：38移碼突變（frameshiftmutation）：由于插入或缺失單個(gè)或幾個(gè)（不是3個(gè)）堿基，從而造成編碼序列的移碼。通常導(dǎo)致蛋白產(chǎn)物功能喪失。無(wú)效突變（nullmutation)：

由于大片段插入、缺失或重排而導(dǎo)致基因產(chǎn)物完全無(wú)效。移碼突變（frameshiftmutation）：由于插入39無(wú)義突變：一個(gè)氨基酸密碼子突變?yōu)榉g終止密碼子，導(dǎo)致產(chǎn)生不完整多肽或無(wú)法完成翻譯。無(wú)義突變：40（2）突變發(fā)生在非編碼區(qū)在DNA水平上如在啟動(dòng)子、內(nèi)含子、終止子等，可影響RNA聚合酶以及相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)；在RNA水平上則影響核糖體的結(jié)合、外顯子拼接等同義突變（Synonymousmutation)DNA上密碼子改變但蛋白質(zhì)中相應(yīng)位點(diǎn)上是相同的氨基酸，即沉默突變（silentmutation）。（2）突變發(fā)生在非編碼區(qū)同義突變（Synonymousmu418、正向遺傳學(xué)和反向遺傳學(xué)正向遺傳學(xué)是指通過(guò)生物或細(xì)胞的自發(fā)突變或人工誘變，尋找特定的性狀改變，然后發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的突變基因，并揭示其功能。簡(jiǎn)單地說(shuō)從表型變化研究基因的變化。反向遺傳學(xué)：首先是改變某個(gè)特定的基因，然后再去尋找相關(guān)的表型變化，例如基因編輯技術(shù)或轉(zhuǎn)基因研究。簡(jiǎn)單地說(shuō)是從基因變化研究表型變化。8、正向遺傳學(xué)和反向遺傳學(xué)反向遺傳學(xué)：首先是改變某個(gè)特定的基42圖位克?。╩ap-basedcloning）--經(jīng)典正向遺傳學(xué)鑒定基因的方法首先野生型與突變型雜交獲得分離群體；其次利用遺傳連鎖分析通過(guò)構(gòu)建高密度的遺傳連鎖圖將相關(guān)性狀（基因）定位到具體染色體上，找到與目的基因緊密連鎖的性狀或分子標(biāo)記（序列已知）；再次通過(guò)菌落雜交技術(shù)獲得含有目的基因的大片段DNA克??；最后，對(duì)該克隆測(cè)序，獲得候選基因，并并通過(guò)功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)闡明基因功能。圖位克?。╩ap-basedcloning）--經(jīng)典正向遺43Map-basedCloningsummaryUsegenetictechniquestofindmarkerneargeneGeneMarkerFindcosegregatingmarker基于物理圖發(fā)現(xiàn)更近的標(biāo)記Gene/MarkerDiscoveroverlappingclones(orcontig)thatcontainsthemarkerGene/MarkerFindcondidateORFsoncontig/clone測(cè)序Gene/MarkerProveoneORFisthegenebytransformationormutantanalysisMutant+ORF=Wildtype?Yes?ORF=Gene遺傳圖物理圖MarkerMap-basedCloningsummaryUseg44功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)（Functionalcomplementation）是確定基因功能的重要方法。首先得到某個(gè)性狀的突變體，然后用候選基因在突變體中過(guò)量表達(dá)，如果突變性狀得到恢復(fù)，說(shuō)明突變性狀與該候選基因有關(guān)，從而明確基因功能。如果沒(méi)有恢復(fù)，說(shuō)明候選基因可能與該性狀無(wú)關(guān)，可以再實(shí)驗(yàn)其它基因。Mutant+ORF=Wildtype?Yes?ORF=Gene功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)（Functionalcomplementat45第四節(jié)突變發(fā)生的機(jī)制一、自發(fā)突變的機(jī)制1、DNA復(fù)制錯(cuò)誤自然條件下各種生物發(fā)生基因突變頻率不高，可保持生物遺傳的相對(duì)穩(wěn)定性，但不利于生物的育種工作。第四節(jié)突變發(fā)生的機(jī)制一、自發(fā)突變的機(jī)制1、DNA復(fù)制錯(cuò)誤自462基因突變與修復(fù)機(jī)制課件472、自發(fā)的化學(xué)變化A、脫嘌呤2、自發(fā)的化學(xué)變化A、脫嘌呤48B、脫氨基

導(dǎo)致GCATB、脫氨基

導(dǎo)致GCAT49C、DNAoxidationItistheprocessofoxidativedamageonDeoxyribonucleicAcid.Reactiveoxygenspecies(ROS)areanunavoidableby-productofaerobicmetabolismandcausebothbasedamageandstrandbreaks.C、DNAoxidation50Itoccursmostreadilyatguanineresiduesduetothehighoxidationpotentialofthisbaserelativetocytosine,thymine,andadenine.Itiswidelybelievedtobelinkedtocertaindiseaseandcancers.堿基位點(diǎn)8-OH-dG可和A錯(cuò)配導(dǎo)致GC→AT。Itoccursmostreadilyatguan513、互變異構(gòu)化一個(gè)分子向它的同分異構(gòu)體的變化。DNA中的4種堿基各自的異構(gòu)體間都可以自發(fā)地相互變化(例如烯醇式與酮式堿基間的互變)，這種變化就會(huì)使堿基配對(duì)間的氫鍵改變，可使胸腺嘧啶能配上鳥(niǎo)嘌呤，腺嘌呤能配上胞嘧啶等.如果這些錯(cuò)配發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)，就會(huì)造成子代DNA序列與親代DNA之間出現(xiàn)堿基替換。3、互變異構(gòu)化一個(gè)分子向它的同分異構(gòu)體的變化。52AT(酮式)GT(烯醇式)AT(酮式)GT(烯醇式)53二、誘發(fā)突變穆勒和斯特德勒（1927）用X射線(xiàn)研究人工誘變，證實(shí)人工誘發(fā)基因突變可以大大提高突變率。變異的類(lèi)型與利用二、誘發(fā)突變穆勒和斯特德勒（1927）用X射線(xiàn)研究人工誘變，541、物理因素誘變:物理因素：各種電離、非電離輻射。電離輻射如X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)、α射線(xiàn)、β射線(xiàn)、中子等除產(chǎn)生熱能、激發(fā)原子，還能使原子“電離”，誘使基因發(fā)生突變。非電離輻射如紫外線(xiàn)，可以產(chǎn)生熱能，使原子“激發(fā)”(activation)輻射誘變的作用是隨機(jī)的（無(wú)特異性）1、物理因素誘變:物理因素：各種電離、非電離輻射。非電離輻射55紫外線(xiàn)誘發(fā)臨近胸腺嘧啶形成胸苷二聚體二聚體導(dǎo)致DNA雙螺旋發(fā)生彎曲和紐結(jié)，直接影響DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中堿基的配對(duì)紫外線(xiàn)誘發(fā)臨近胸腺嘧啶形成胸苷二聚體二聚體導(dǎo)致DNA雙螺旋發(fā)56綜合效應(yīng)誘變?cè)谔罩羞M(jìn)行空間誘變是一項(xiàng)有效的人工誘變技術(shù)。太空中大量存在著各種物理射線(xiàn)可誘發(fā)突變，其它如失重、超凈、無(wú)地球磁場(chǎng)影響以及衛(wèi)星發(fā)射和返回時(shí)劇烈震動(dòng)等因素也是產(chǎn)生誘變的重要原因。上述誘變因素的共同作用也會(huì)影響誘變效果。目前國(guó)外主要側(cè)重研究突變體生理生化和誘變機(jī)理，國(guó)內(nèi)主要研究形態(tài)學(xué)和新品種的選育。我國(guó)已在水稻、辣椒等作物中選育出新品種，獲得不少優(yōu)良突變體（品種）。綜合效應(yīng)誘變?cè)谔罩羞M(jìn)行空間誘變是一項(xiàng)有效的人工誘變技術(shù)。572、化學(xué)因素誘變:化學(xué)因素誘變的歷史較晚：>Auerbach和Robson(1941)第一次發(fā)現(xiàn)芥子氣可誘發(fā)基因突變；>Oehlkers(1943)第一次發(fā)現(xiàn)氨基甲酸乙酯（NH2COOC2H5）可誘發(fā)染色體結(jié)構(gòu)變異。>化學(xué)藥物的誘變作用與電離輻射不同，某些化學(xué)藥物的誘變作用具有一定的特異性。一定性質(zhì)的藥物可以誘發(fā)特定類(lèi)型變異。利用化學(xué)藥物進(jìn)行定向誘變。2、化學(xué)因素誘變:化學(xué)因素誘變的歷史較晚：58A、例如5－BU結(jié)構(gòu)與胸腺嘧啶十分相近，酮式結(jié)構(gòu)與烯醇式結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致在DNA復(fù)制時(shí)A：T轉(zhuǎn)換為G：C。B、2-氨基嘌呤(2-AP)也是堿基的類(lèi)似物，當(dāng)2-AP摻入到DNA復(fù)制中時(shí)，由于其異構(gòu)體的變換而導(dǎo)致A∶T變成G∶C(1)堿基類(lèi)似物A、例如5－BU結(jié)構(gòu)與胸腺嘧啶十分相近，酮式結(jié)構(gòu)與烯醇式結(jié)構(gòu)59（2）堿基的修飾劑A、亞硝酸（introusacid,NA）有氧化脫氨作用，可使C和A脫氨后分別產(chǎn)生U和次黃嘌呤H（和C配對(duì)），產(chǎn)生了轉(zhuǎn)換，使C∶G轉(zhuǎn)換成A∶T，A∶T轉(zhuǎn)換成G∶C（2）堿基的修飾劑60B、羥胺只特異地和胞嘧啶起反應(yīng)，在第4個(gè)C原子上加-OH，產(chǎn)生4-OH-C，此產(chǎn)物可以和A配對(duì)，使C∶G轉(zhuǎn)換成T∶AB、羥胺只特異地和胞嘧啶起反應(yīng)，在第4個(gè)C原子上加-OH，產(chǎn)61C、烷化劑對(duì)DNA的損傷烷化劑是一類(lèi)親電子的化合物，含有活性烷基，例如甲基磺酸乙酯（EMS）、硫酸二乙酯（DES）、氮芥（EM）等。烷化劑的作用可使DNA發(fā)生各種類(lèi)型的損傷。烷化劑的作用主要是通過(guò)烷化作用改變基因的分子結(jié)構(gòu)，從而造成基因突變。烷化作用：通過(guò)烷基置換其它分子上的氫原子的作用。C、烷化劑對(duì)DNA的損傷烷化劑的作用主要是通過(guò)烷化作用改變62甲基磺酸乙酯EMS硫酸二乙酯DES

氮芥2003年

8月齊齊哈爾“8·4中毒事件”，經(jīng)我國(guó)防化專(zhuān)家確認(rèn)是侵華日軍遺棄的芥子氣毒劑(化學(xué)式為：C4H8Cl2S)所致。

Cl—CH2—CH2—S—CH2—CH2—Cl芥子氣甲基磺酸乙酯EMS硫酸二乙酯DES

63a.烷基化改變配對(duì)關(guān)系。如鳥(niǎo)嘌呤被烷化后改與胸腺嘧啶配對(duì)，結(jié)果會(huì)使G：C轉(zhuǎn)變成A：T。a.烷基化改變配對(duì)關(guān)系。如鳥(niǎo)嘌呤被烷化后改與胸腺嘧啶配對(duì)，結(jié)64b.烷基化造成堿基脫落。烷化鳥(niǎo)嘌呤的堿基容易脫落形成DNA上無(wú)堿基的位點(diǎn)，復(fù)制時(shí)可以插入任何核苷酸，造成序列的改變。b.烷基化造成堿基脫落。烷化鳥(niǎo)嘌呤的堿基容易脫落形成DNA上65c.斷鏈DNA鏈的磷酸二酯鍵上的氧也容易被烷化，結(jié)果形成不穩(wěn)定的磷酸三酯鍵，易在糖與磷酸間發(fā)生水解，使DNA鏈斷裂。d.交聯(lián)烷化劑有兩類(lèi)，一類(lèi)是單功能基烷化劑（甲基甲烷碘酸），只能使一個(gè)位點(diǎn)烷基化；另一類(lèi)是雙功能基烷化劑，如氮芥，一些抗癌藥物如環(huán)磷酰胺，某些致癌物如二乙基亞硝胺，其兩個(gè)功能基可同時(shí)使兩處烷基化，結(jié)果就能造成DNA鏈內(nèi)及鏈間的交聯(lián)，影響復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等過(guò)程。c.斷鏈d.交聯(lián)66（3）DNA嵌入劑（3）DNA嵌入劑67UUUAAACCC……增加一個(gè)AAUUUAAACCC…..UUUAACCC….丫啶類(lèi)染料是造成移碼突變的一種誘變劑。移碼突變對(duì)遺傳信息的影響很大。減少一個(gè)AUUUAAACCC……增加一個(gè)AAUUUAAACC683、基因的定點(diǎn)突變用人工合成引入在DNA序列上某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)上堿基順序改變的突變。（1）寡核苷酸誘導(dǎo)的基因定點(diǎn)突變合成用同位素標(biāo)記的寡核苷酸用于篩選突變體3、基因的定點(diǎn)突變用人工合成引入在DNA序列上某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)692基因突變與修復(fù)機(jī)制課件70（2）雙引物技術(shù)進(jìn)行基因的定點(diǎn)突變（2）雙引物技術(shù)進(jìn)行基因的定點(diǎn)突變714、Hotspotsofmutation突變熱點(diǎn)的成因：1)

在CG二核苷酸對(duì)上C常發(fā)生甲基化，形成5-甲基胞嘧啶（MeC），MeC脫氨可以形成T，一般不被修復(fù)，所以在DNA復(fù)制中就造成了G:C轉(zhuǎn)換為A:T。2)一些單或寡核苷酸重復(fù)序列也容易發(fā)生基因突變，形成突變熱點(diǎn)。CertainDNAsequencesarecalledmutationalhotspotsbecauseoftheyaremorelikelytoundergomutationthanothers.4、Hotspotsofmutation突變熱點(diǎn)的成因72三、表觀遺傳變異以上的變異均涉及了遺傳物質(zhì)DNA序列的改變。差異的基因表達(dá)模式GeneticallyidenticalcellsorindividualsDifferentepigeneticmodificationsleadingtodifferentexpressionpatternsdifferentphenotype三、表觀遺傳變異以上的變異均涉及了遺傳物質(zhì)DNA序列的改變73表觀遺傳變異(Epigeneticvariation)基因組中某些調(diào)控因子雖然不改變基因序列，但是可以調(diào)控其它基因功能的可遺傳的變異類(lèi)型。分子機(jī)制主要包括DNA甲基化；RNA干擾；組蛋白修飾與染色質(zhì)改型。表觀基因組學(xué)(epigenomics)是在基因組水平上研究表觀遺傳變異的科學(xué)。表觀遺傳學(xué)（Epigenetics)是研究非DNA突變引起的可遺傳表型變異的科學(xué)。(notdependentontheDNAsequenceitself,butratheronfactorsthatregulateDNAactivity).表觀遺傳變異(Epigeneticvariation74Literally,epigeneticsmeansabove,orontopof,genetics.UsuallythismeansinformationcodedbeyondtheDNAsequence,suchasincovalentmodificationstotheDNAormodificationstothechromatinstructure.TranscriptionEpigeneticSilencingXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXInfemalemammals,onecopyoftheXchromosomeineachcellisepigeneticallyinactivated.Afemalecatthatisheterozygousfortheorangegeneshowsblackandorangepatches,correspondingtowhichXchromosomeisactive.Literally,epigeneticsmeansa75EpigeneticprogramminginplantshelpscontroldevelopmentaltransitionsEmbryonicdevelopmentVegetativedevelopmentReproductivedevelopmentVegetativetoreproductivetransitionEmbryonictovegetativetransitionEpigeneticprogramminginplan761、Epigeneticcovalentmodification，include:CytosinemethylationofDNA，Histonemodifications1）DNAmethylationanddemethylationcytosine5-methylcytosineMethyltransferaseDNAcanbecovalentlymodifiedbycytosinemethylation.EpigeneticsilencingofgenesandtransposonsbyDNAmethylationDNA甲基化趨向于關(guān)閉基因表達(dá)，而去甲基化使基因過(guò)度表達(dá)，甚至引起癌癥的發(fā)生，如促腫瘤生長(zhǎng)因子IGF2基因過(guò)度表達(dá)引發(fā)大腸癌。1、Epigeneticcovalentmodifica772）Histonemodificationaffectschromatinstructure組蛋白的N末端氨基酸殘基可發(fā)生甲基化、乙酰化和磷酸化等共價(jià)修飾；組蛋白可逆的乙?；揎椏梢愿淖?nèi)旧|(zhì)的狀態(tài)，從而動(dòng)態(tài)的調(diào)控組蛋白和非組蛋白與DNA雙鏈的親和性而調(diào)控基因的表達(dá)。

K:Lys;S:Ser2）Histonemodificationaffect782.RNAi(RNAinterference，RNAi)1)WhataresmallRNAs（siRNAs

）?SmallRNAsareapoolof21to24ntRNAsthatgenerallyfunctioningenesilencingSmallRNAscontributetopost-transcriptionalgenesilencingbyaffectingmRNAstabilityortranslation（有/無(wú)切割位點(diǎn)）SmallRNAscontributetotranscriptionalgenesilencingthroughepigeneticmodificationstochromatin（核內(nèi)反饋）AAAAARNAPolHistonemodification,DNAmethylation2.RNAi(RNAinterference，RNAi)79RNA干擾：細(xì)胞內(nèi)的小RNA使特定的mRNA發(fā)生特異性降解或翻譯受阻的現(xiàn)象。這是一種轉(zhuǎn)錄后基因沉默機(jī)制(post-transcriptionalgenesilencing,PTGS)。2）小RNA的來(lái)源：外源合成的雙鏈RNA;轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)錄（正義鏈需要RNApolIV/反義鏈直接和靶mRNA結(jié)合成雙鏈）;病毒RNA(需要RNApolIV);內(nèi)源的小RNA編碼基因（需要RNApolIV)RNA干擾：803）干擾的一般機(jī)制首先轉(zhuǎn)錄或加入的RNA雙鏈小分子被Dicer酶切割為siRNAs；其次siRNA雙鏈結(jié)合一個(gè)核酶復(fù)合物形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-inducedsilencingcomplex,RISC）最后激活的RISC通過(guò)堿基配對(duì)定位到同源mRNA轉(zhuǎn)錄本上，并在距離siRNA3’端12個(gè)堿基的位置切割mRNA。帽子蛋白3）干擾的一般機(jī)制其次siRNA雙鏈結(jié)合一個(gè)核酶復(fù)合物形成R81Dicer酶是RNaseIII家族中特異識(shí)別雙鏈RNA的一員，以ATP依賴(lài)的方式逐步切割各種方式引入的雙鏈RNA，每個(gè)片段的3’端都有2個(gè)堿基突出；每個(gè)RISC都包含一個(gè)siRNA和一個(gè)不同于Dicer的RNA酶；激活RISC需要一個(gè)ATP依賴(lài)的將小分子RNA解雙鏈的過(guò)程，切割的確切機(jī)制尚不明了。通過(guò)轉(zhuǎn)基因整合基因組的永久干擾模式Dicer酶是RNaseIII家族中特異識(shí)別雙鏈RNA的一員824）RNAi的應(yīng)用前景

研究基因功能的新工具：RNAi可以Knockdown基因研究信號(hào)傳導(dǎo)通路的新途徑:缺失突變技術(shù)與RNAi技術(shù)的結(jié)合可以研究復(fù)雜的信號(hào)傳導(dǎo)途徑中不同基因的上下游關(guān)系開(kāi)展基因治療的新策略:腫瘤多是多基因互作的結(jié)果，利用同一基因家族的多個(gè)基因具有同源性很高的保守序列這一特性,針對(duì)性地設(shè)計(jì)和注射一種dsRNA即可以產(chǎn)生多個(gè)基因同時(shí)剔除的表現(xiàn)。4）RNAi的應(yīng)用前景研究基因功能的新工具：RNAi可以K831、用四倍體西瓜作母本、二倍體作父本，則三倍體西瓜無(wú)籽；用二倍體西瓜作母本、四倍體作父本，即進(jìn)行反交，三倍體西瓜有籽。2、公驢和母馬交配，子代稱(chēng)“馬騾”，公馬和母驢交配，生下的叫“驢騾”，馬騾個(gè)大，具有驢的負(fù)重和抵抗能力，有馬的靈活性和奔跑能力，是非常好的役畜，但不生育。驢騾個(gè)小，一般不如馬騾好，但有時(shí)能生育。析因：1、細(xì)胞質(zhì)遺傳（下章講述）；2基因組印記四、基因組印記（Genomicimprinting）正反交的差異引起的思考？1、用四倍體西瓜作母本、二倍體作父本，則三倍體西瓜無(wú)籽；用二84Thezygotereceivestwocopiesofeachgene,onefromthemother’sgenomeandonefromthefather’s.Atmostloci,bothcopiesareactive.Someloci,imprintedloci,showa“parentoforigineffect”.Expressionoftheselociiscontrolledbyepigeneticfactors.GenomicimprintingThezygotereceivestwocopies85母本被印記，后代表現(xiàn)父本性狀父本被印記，后代表現(xiàn)母本性狀基因組印記是指來(lái)自雙親的等位基因在通過(guò)精子和卵子傳遞給子代的過(guò)程中發(fā)生了不同的修飾，使源于父母本的等位基因在子代有不同的表達(dá)特性。包括DNA甲基化、組蛋白乙酰化、非編碼RNA的作用等。母本被印記，后代表現(xiàn)父本性狀父本被印記，后代表現(xiàn)母本性狀基因86突變與印記的關(guān)系突變與印記的關(guān)系87GenomicimprintingisanepigeneticphenomenonIthasbeenestimatedthatthereare~200imprintedgenesinthemammaliangenome,and~50havebeenidentifiedinhumanandmouseautosomes(常染色體)todate.目前發(fā)現(xiàn)的印記基因80%成簇存在，受同一個(gè)位點(diǎn)調(diào)節(jié)。父本的基因?qū)ε咛サ呢暙I(xiàn)是加速發(fā)育，而母本的基因則是限制胚胎發(fā)育速度，親代通過(guò)印記基因在子代個(gè)體中表現(xiàn)出遺傳優(yōu)勢(shì)。但是，被打上父母印記的基因在生殖細(xì)胞形成時(shí)，印記會(huì)被抹去，重新打上自己的印記。Genomicimprintingisanepige88Genomicimprinting

playsanimportantroleintheregulationoffetal(胎兒）growthanddevelopmentinmammals.Manycancersarealsoattributabletothelossofimprintingofgenesthatareinvolvedingrowthandcell-cycleregulationingivencells,includingWilms’tumourofthekidney.Wilm'sisthemostcommontumourofthekidneyandthemostcommonintra-abdominaltumourinchildren.Theexactcauseisunknown.Genomicimprintingplaysanim89第五節(jié)突變和人類(lèi)疾病1900年，人類(lèi)平均壽命36歲；2002年，70歲。析因：戰(zhàn)爭(zhēng)；營(yíng)養(yǎng)不良；疾病。大部分人類(lèi)疾病是遺傳和環(huán)境共同作用的結(jié)果。而基因突變是疾病發(fā)生的重要原因。人類(lèi)基因組測(cè)序后認(rèn)定在20500各基因中（07，PNAS）約4000與人類(lèi)疾病有關(guān)，約1000個(gè)確認(rèn)。研究焦點(diǎn)：無(wú)編碼RNA和無(wú)轉(zhuǎn)錄的DNA第五節(jié)突變和人類(lèi)疾病1900年，人類(lèi)平均壽命36歲；2090腫瘤是細(xì)胞異常增殖所形成的細(xì)胞群。腫瘤形成后可在原位繼續(xù)生長(zhǎng)，也可轉(zhuǎn)移進(jìn)入其它組織器官（惡性腫瘤）。雙生子調(diào)查、系譜分析、遺傳流行病學(xué)和染色體分析都已證實(shí)腫瘤的發(fā)生具有明顯的遺傳基礎(chǔ)，它們有的呈單基因遺傳；有的呈多基因遺傳；有的與染色體畸變有關(guān)，有的構(gòu)成了遺傳綜合征的一部分；腫瘤的發(fā)生與環(huán)境因素有很大關(guān)聯(lián)。(一）腫瘤（癌）遺傳學(xué)腫瘤是細(xì)胞異常增殖所形成的細(xì)胞群。腫瘤形成后可在原位繼續(xù)生長(zhǎng)911、單基因遺傳的腫瘤

視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤家系（A：AD遺傳家系；B：散發(fā)性病例家系是基因突變的結(jié)果）1、單基因遺傳的腫瘤視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤家系922、多基因遺傳的腫瘤多是一些常見(jiàn)的惡性腫瘤，是遺傳和環(huán)境因素共同作用的。如乳腺癌、胃癌、肺癌、前列腺癌、子宮頸癌等，患者一級(jí)親屬的患病率都顯著高于群體患病率。例如：吸煙為肺癌的主要誘因，但肺癌也與遺傳因素有關(guān)，如AHH與肺癌易感性相關(guān)。2、多基因遺傳的腫瘤多是一些常見(jiàn)的惡性腫瘤，是遺傳和環(huán)境因素933、染色體畸變與腫瘤在腫瘤細(xì)胞內(nèi)常見(jiàn)到結(jié)構(gòu)異常的染色休如果一種異常的染色體較多地出現(xiàn)在某種腫瘤的細(xì)胞內(nèi)，就稱(chēng)為標(biāo)志染色體（markerchromosome）。例如：慢性粒細(xì)胞性白血?。–ML）中的費(fèi)城染色體（Philadelphiachromosome）3、染色體畸變與腫瘤在腫瘤細(xì)胞內(nèi)常見(jiàn)到結(jié)構(gòu)異常的染色休如果一94ThedisappearingBarrbodyinbreastandovariancancers.PageauGJetal.NatRevCancer.2007,7(8):628-33.InteresthasrecentlyreawakenedinwhetherlossoftheheterochromaticXchromosome(Barrbody)isprevalent（普遍的）incertainbreastandovariancancers,andnewinsightsintothemechanismsinvolvedhaveemerged.Wesuggestthatheterochromaticinstabilityisacommonbutlargelyunexploredmechanism,leadingtowidespreadgenomicmisregulationandtheevolutionofsomecancers.

4、活化的巴氏小體激活了癌基因？ThedisappearingBarrbodyin955、某些遺傳性缺陷或疾病具有易患腫瘤的傾向性例如：WernerSyndrome成年后就會(huì)急劇老化，表現(xiàn)出在許多癌癥Bloomsyndrome多見(jiàn)于東歐猶太人的后裔?；颊呱聿陌?，對(duì)日光敏感，故面部常有微血管擴(kuò)張性紅斑。早年發(fā)生的癌癥（如白血病、林巴瘤）。5、某些遺傳性缺陷或疾病具有易患腫瘤的傾向性例如：Werne96（二）、癌基因（oncogene）能夠使細(xì)胞發(fā)生癌變的基因。他們?cè)钦＜?xì)胞中細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所必需的基因。一旦這些基因在表達(dá)的時(shí)間、部位、數(shù)量及表達(dá)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了異常，就可以導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)限增殖并出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化。包括原癌基因和抑癌基因。1、原癌基因是一類(lèi)控制細(xì)胞正常生長(zhǎng)與發(fā)育的基因生長(zhǎng)因子類(lèi)：如sis癌基因的產(chǎn)物是血小板生長(zhǎng)因子（PDGF）β鏈，可促進(jìn)間質(zhì)細(xì)胞的有絲分裂；（二）、癌基因（oncogene）能夠使細(xì)胞發(fā)生癌變的基因。972、原癌基因的突變與腫瘤發(fā)生點(diǎn)突變，例如：膀胱癌細(xì)胞系的ras癌基因第12位密碼子GGC突變?yōu)镚TC，使甘氨酸變?yōu)槔i氨酸；Ph染色體易位可能是引起癌變的原因；基因擴(kuò)增:如在40％的神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中，N-myc原癌基因被擴(kuò)增了200倍以上；病毒誘導(dǎo)與啟動(dòng)子插入:原癌基因附近一旦被插入一個(gè)強(qiáng)大的啟動(dòng)子，也可被激活。核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子類(lèi)：調(diào)節(jié)核內(nèi)某些基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞的增殖。例如，myc癌基因的產(chǎn)物與DNA結(jié)合后可引起DNA的復(fù)制。2、原癌基因的突變與腫瘤發(fā)生核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子類(lèi)：調(diào)節(jié)核內(nèi)某些基因983、腫瘤抑制基因（recessiveoncogene）是一類(lèi)存在于正常細(xì)胞中調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的基因。1）RB1基因：

正常的Rb1蛋白對(duì)于細(xì)胞從G0/G1期進(jìn)入S期有抑制作用，一旦突變就可以使細(xì)胞持續(xù)增殖，并可能由此惡變。突變純合的

Rb1導(dǎo)致視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤及部分骨肉瘤、乳腺癌和小細(xì)胞肺癌等。2）p53基因:正常的該蛋白有阻礙細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期的作用，異常的p53蛋白表達(dá)喪失其生長(zhǎng)抑制功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞增生和惡變，其突變與近50％種類(lèi)的癌發(fā)生有關(guān)。3、腫瘤抑制基因（recessiveoncogene）是一99（三）、腫瘤的多步驟發(fā)生和癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃1、腫瘤的多步驟發(fā)生（三）、腫瘤的多步驟發(fā)生和癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃1、腫瘤的多步驟1002、癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃（cancergenomeanatomyproject，CGAP）CGAP網(wǎng)址：httP:///ncicgapCGAP的目標(biāo)

全面透徹地理解癌癥的分子生物學(xué)機(jī)理，并以此為基礎(chǔ)確定與癌癥相關(guān)的所有基因以及這些基因的改變。其最終目的是提供一種建立在患者和相關(guān)疾病分子特征基礎(chǔ)之上的治療方法。2、癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃癌基因組解剖學(xué)計(jì)劃（cancerge101Abstinence,A：節(jié)欲;

Befaithful,B:忠誠(chéng)；Condom，C:安全套3.HowtodefendusagainstAIDS?現(xiàn)狀：青年學(xué)生感染速度每年遞增30%原因：激素分泌，性傳播，缺乏信仰；趕時(shí)尚：同性性行為；網(wǎng)上性行為；吸毒沖動(dòng)：自控力差，隨意性行為包括嫖娼預(yù)防：ABC原則，堅(jiān)持AB，扼守原則C.Abstinence,A：節(jié)欲;

3.Howtode102一、DNA修復(fù)對(duì)生命的重要性第六節(jié)DNA的修復(fù)機(jī)制1）DNA存儲(chǔ)著生物體賴(lài)以生存和繁衍的遺傳信息；2）內(nèi)外因素經(jīng)常導(dǎo)致DNA分子結(jié)構(gòu)致命的改變：與RNA及蛋白質(zhì)不同，一般在一個(gè)原核細(xì)胞中只有一份DNA，在真核二倍體細(xì)胞中相同的DNA也只有一對(duì)，如果DNA的損傷或遺傳信息的改變不能更正，對(duì)體細(xì)胞就可能影響其功能或生存，對(duì)生殖細(xì)胞則可能影響到后代；因此需要修復(fù)機(jī)制的存在。一、DNA修復(fù)對(duì)生命的重要性第六節(jié)DNA的修復(fù)機(jī)制1）DN1033)不完全的修復(fù)是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)突變是絕對(duì)的，遺傳是相對(duì)的；多數(shù)突變是被修復(fù)回原樣的，少數(shù)突變因不被修復(fù)成原樣而經(jīng)自然選擇而遺傳下來(lái)。二、DNA的防護(hù)機(jī)制1、密碼子簡(jiǎn)并性使突變的機(jī)會(huì)減少；2、回復(fù)突變，盡管頻率低；3、基因間抑制和基因內(nèi)抑制效應(yīng)；4、致死突變降低了突變的頻率；5、多倍體化的生物具有幾套染色體組，每個(gè)基因都有幾份，故能比二倍體和低等生物表現(xiàn)強(qiáng)烈的保護(hù)作用。3)不完全的修復(fù)是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)二、DNA的防護(hù)機(jī)制1、密碼104二、DNArepairMechanisms（一）直接修復(fù)（Directrepair）：在損傷部位就地修復(fù)1.復(fù)制時(shí)通過(guò)DNA聚合酶校正修復(fù)DNA聚合酶具有3’－5’和5’－3’外切活性；2.光修復(fù)（lightrepair）光裂解酶（photolyase),即光復(fù)活酶，是一種高度專(zhuān)一性的直接修復(fù)酶,僅作用于紫外線(xiàn)引起的DNA嘧啶二聚體。二、DNArepairMechanisms（一）直接修復(fù)105（1）該酶通常與DNA松散結(jié)合，并沿DNA鏈滑動(dòng)；（2）遇到嘧啶二聚體后與之特異結(jié)合，無(wú)可見(jiàn)光時(shí)，該酶無(wú)活性；（3）在有光的情況下，該酶被激活，打開(kāi)嘧啶二聚體的共價(jià)鍵。（1）該酶通常與DNA松散結(jié)合，并沿DNA鏈滑動(dòng)；106（二）切除修復(fù)（excisionrepair）1、一般切除修復(fù)（暗修復(fù)，darkrepair）1）短補(bǔ)丁修復(fù)（short-patchrepair）組成型修復(fù)，隨時(shí)修復(fù)十幾到1kb損傷，且正確率高。2）長(zhǎng)補(bǔ)丁修復(fù)（long-patchrepair）誘導(dǎo)型修復(fù)，可被嚴(yán)重的DNA損傷所誘導(dǎo)，修復(fù)范圍在1.5kb以上，可能出現(xiàn)缺失等突變。（二）切除修復(fù)（excisionrepair）1、一般切除107暗修復(fù)：取代損傷部位的切除過(guò)程與光無(wú)關(guān)。切除修復(fù)不僅能除去嘧啶二聚體，還可以除去DNA上其它的損傷。一般認(rèn)為是先補(bǔ)后切：分為識(shí)別、單切、合成、切除、連接幾個(gè)階段。暗修復(fù)：取代損傷部位的切除過(guò)程與光無(wú)關(guān)。切除修復(fù)不僅能除去嘧108損傷：突變的堿基錯(cuò)配或改變DNA結(jié)構(gòu)剪切：內(nèi)切酶在損傷堿基位點(diǎn)兩側(cè)剪切切除：外切酶除去切口間的DNA合成：DNApol合成取代DNA連接酶封閉缺口也有人認(rèn)為：先切后補(bǔ)：如E.coli中的切除修復(fù)系統(tǒng)損傷：突變的堿基錯(cuò)配或改變DNA結(jié)構(gòu)剪切：內(nèi)切酶在損傷堿基位109著色性干皮?。╔erodermapigmentosum）常染色體隱性遺傳病。由于切除修復(fù)酶的缺陷，無(wú)法對(duì)UV造成的皮膚中大量的DNA損傷進(jìn)行有效修復(fù)。本病特征：初期表現(xiàn)為皮膚病癥狀；患者皮膚光敏，不能接受紫外線(xiàn)，否則誘發(fā)皮膚癌；11～20歲死亡。XP由7個(gè)基因控制，6個(gè)已克隆。歐萊雅集團(tuán)皮膚專(zhuān)家培養(yǎng)出易癌變的人類(lèi)皮膚，將有助于皮膚癌的防治。著色性干皮?。╔erodermapigmentosum）歐1102、特殊切除修復(fù)：AP核酸內(nèi)切酶修復(fù)（1）、原因A、因自發(fā)的堿基修飾而發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變可由DNA糖苷酶水解修飾部位的糖苷鍵從而產(chǎn)生AP位點(diǎn)，包括無(wú)嘌呤（apurinic）和無(wú)嘧啶（apyrimidinic）位點(diǎn)B、DNA鏈可自發(fā)的脫鳥(niǎo)嘌呤C、誘變?cè)斐纱罅康膲A基損傷2、特殊切除修復(fù)：AP核酸內(nèi)切酶修復(fù)A、因自發(fā)的堿基修飾而發(fā)111（2）、修復(fù)過(guò)程（2）、修復(fù)過(guò)程112（三）錯(cuò)配修復(fù)（mismatchrepair）1、定義：可能是在DNA重組過(guò)程中，對(duì)于雜種DNA的錯(cuò)配堿基的修復(fù)和由此產(chǎn)生的基因轉(zhuǎn)換發(fā)揮一定作用的修復(fù)機(jī)制。2、修復(fù)過(guò)程（1）識(shí)別錯(cuò)配堿基對(duì)；（2）對(duì)錯(cuò)配的一對(duì)堿基區(qū)別哪一個(gè)是錯(cuò)的，哪一個(gè)是對(duì)的；（3）切除錯(cuò)誤的堿基，并進(jìn)行修復(fù)合成。（三）錯(cuò)配修復(fù)（mismatchrepair）1、定義：可113

識(shí)別對(duì)錯(cuò)：GATC有甲基化的為對(duì)錯(cuò)配酶與未甲基化的GATC和新鏈錯(cuò)配處結(jié)合識(shí)別錯(cuò)配錯(cuò)配修復(fù)酶切除包括錯(cuò)配堿基的部分新鏈聚合修補(bǔ)并連接關(guān)鍵點(diǎn)：對(duì)模板認(rèn)定正確：完全修復(fù)；錯(cuò)誤，產(chǎn)生突變識(shí)別對(duì)錯(cuò)：GATC有甲基化的為對(duì)錯(cuò)配酶與未甲基化的GAT114（四）重組修復(fù)（recombination-repain）是一種稀釋性的復(fù)制后修復(fù)機(jī)制。當(dāng)復(fù)制進(jìn)行到損傷部位時(shí)，做短時(shí)間停頓后，越過(guò)損傷，以一種未知的機(jī)制在其下游繼續(xù)復(fù)制，這樣新合成的一條子鏈有缺口，另一條正常完成復(fù)制，如何解決子鏈的缺口問(wèn)題呢？（四）重組修復(fù)（recombination-repain）是115機(jī)制①?gòu)?fù)制：DNA復(fù)制到損傷部位（如嘧啶二聚體）時(shí)，子代DNA鏈中對(duì)應(yīng)的部位出現(xiàn)缺口；②重組：完整的母鏈與有缺口的子鏈重組；③再合成：母鏈中的缺口通過(guò)DNA多聚酶合成彌補(bǔ)，由連接酶使斷口聯(lián)結(jié)。重組修復(fù)并沒(méi)從DNA中除去嘧啶二聚體。機(jī)制116（五）SOS修復(fù)（差錯(cuò)傾向修復(fù)，Errorpronerepair）SOS反應(yīng)是DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷或脫氧核糖核酸的復(fù)制受阻時(shí)的一種誘導(dǎo)反應(yīng)。在E.coliDNA合成過(guò)程中，這種反應(yīng)由recA-lexA系統(tǒng)調(diào)控。SOS反應(yīng)發(fā)生時(shí)，正常的發(fā)育基因關(guān)閉，損傷修復(fù)功能相關(guān)如uvrA~D、ssb、recA、recN和ruv基因表達(dá)，從而增強(qiáng)修復(fù)能力。修復(fù)結(jié)果只能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生存率，但留下錯(cuò)誤較多，是冒大量基因突變風(fēng)險(xiǎn)的“保命”措施。（五）SOS修復(fù)（差錯(cuò)傾向修復(fù)，Errorpronere117JeamWeigle等發(fā)現(xiàn)UV照射的λ噬菌體侵染細(xì)菌（λ進(jìn)入細(xì)菌后要復(fù)制，問(wèn)題就在復(fù)制酶上）細(xì)菌(用UV照射過(guò))－λ存活率高細(xì)菌(UV未照射過(guò))－λ存活率低為什么呢？前者產(chǎn)生不嚴(yán)格配對(duì)的酶，后者是原來(lái)的嚴(yán)格配對(duì)的酶JeamWeigle等發(fā)現(xiàn)UV照射的λ噬菌體侵染細(xì)菌細(xì)菌1183、機(jī)制（1）通過(guò)式修復(fù)當(dāng)DNA上的損傷無(wú)法通過(guò)其它修復(fù)系統(tǒng)完成時(shí)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種新的DNA聚合酶，在復(fù)制時(shí)，該酶的堿基插入錯(cuò)誤校正系統(tǒng)活性低，對(duì)損傷部位新合成DNA的堿基配對(duì)不嚴(yán)格檢查，就可以通過(guò)損傷部位。3、機(jī)制（1）通過(guò)式修復(fù)119內(nèi)切酶、外切酶SOS修復(fù)酶內(nèi)切酶、外切酶SOS修復(fù)酶有錯(cuò)誤堿基插入基因突變保留（2）切除式修復(fù)當(dāng)DNA雙鏈均有損傷且相近時(shí)，機(jī)體先對(duì)其中一個(gè)損傷進(jìn)行切除式修復(fù)，如果切口過(guò)大，涉及另一條鏈的錯(cuò)誤時(shí)，SOS修復(fù)酶會(huì)不嚴(yán)格配對(duì)，造成堿基錯(cuò)誤；對(duì)另一條鏈修復(fù)時(shí)，會(huì)保留該基因突變。內(nèi)切酶、外切酶SOS修復(fù)酶內(nèi)切酶、外切酶SOS修復(fù)酶有錯(cuò)誤堿120第七節(jié)基因突變的檢出一、生化突變體（生物代謝功能變異）的鑒定1、E.coli營(yíng)養(yǎng)缺陷型的檢出1941年比德?tīng)?Beadle)開(kāi)始用紅色面包霉為材料進(jìn)行生化突變研究,發(fā)現(xiàn)基因通過(guò)酶的作用來(lái)控制性狀,提出“一個(gè)基因一個(gè)酶”的假說(shuō)。把基因與性狀兩者聯(lián)系起來(lái)。第七節(jié)基因突變的檢出一、生化突變體（生物代謝功能變異）的鑒121

ABCCDEEFGGHA1＋－－－B2－＋－－D3－－＋－F4－－－＋H5＋－－＋A6＋＋－－C7－＋＋－E8－－＋＋G現(xiàn)有8種E.coli菌株，分屬于不同的單一營(yíng)養(yǎng)依賴(lài)突變型，如何檢測(cè)它們分別是哪一種營(yíng)養(yǎng)缺陷？

添加菌株結(jié)果ABC1222、鏈孢霉?fàn)I養(yǎng)缺陷型的檢出1）用誘變劑處理野生型鏈孢霉的分生孢子2）處理過(guò)的分生孢子與野生