化学诱变剂

（三）同源重组的过程
Rec BCD Rec A
3’-OH
Ruv A Ruv B
Ruv A Ruv B
Ruv C
二 特异位点重组
(site-specific recombonant)
• 特异位点重组：在重组酶的识别和作用下，在DNA特定 的短序列（20 ~200bp）内发生的重组。 • 发生：某些基因表达的调节、发育过程中DNA程序性重排、 病毒或质粒复制过程中的整合或切除等
第三节 DNA的损伤修复
一 错配修复（mismatch repair）：
DNA复制发生错配时，错配修复系统启动， 通过识别复制起点（ori C）处GATC序列是否被 甲基化而找出新链，将新链水解后重新合成。
二 直接修复（direct repair）：
光复活修复紫外线照射引起的胸腺嘧啶二聚 体 TT 或 CT 、CC等。
二 诱变剂作用：
• 自然突变：自然条件下产生的突变。突变率很低。 • 诱变：采用物理或化学因子导致的突变。 • 诱变剂（mutagen）：致诱变的理化因子。 （1）物理诱变剂： 紫外线：形成胸腺嘧啶二聚体，TT、CT和CC X-射线、 -射线: 高能射线直接引发突变 电离辐射产生自由基，间接导致突变
拼接重组体
片段重组体
• Meselson M 和 Radding C修正模型：
• DNA双链断裂启动重组，也启动了减数分裂 • 同源重组是最基本的重组方式，参与基因加工、整合、转化等 • 参与复制、重组、重组修复三个相关过程的许多酶和辅因子是 共同的
（二） 重组有关的酶：
• Rec BCD蛋白: 与断裂DNA末端结合，水解其中一条链，识别chi位点 （GCTGGTGG），并在其3’侧4~6nt处切割产生3’-OH末 端DNA单链。是依赖ATP的核酸外切酶、解螺旋酶和被ATP 增强的内切酶。
• 作用：迅速增加生物群体遗传多样性
• 突变和遗传重组是自然选择的前提条件
一 同源重组（homologous recombination)
• 同源重组：一般性重组，由两条同源DNA，通过配对、 断链、再连接过程，而产生片段交换的过程。
（一）Holliday 模型： 1964年提出
Holliday中间体 异源双链区两侧为wk.baidu.com不同亲本DNA
• Rec A蛋白：解螺旋酶；重组酶；ATP酶 促进单链同化（促使单链与同源双链分子交换，5’ 3’） 诱发SOS反应 • Ruv A：识别Holliday联结体的交叉点 • Ruv B：解螺旋酶，在Ruv A帮助下结合在交叉点上，形成 Ruv AB复合体，推动分支移动。 • Ruv C：核酸内切酶，特异识别Holliday联结体，识别不对称 四核苷酸ATTG（切开热点）
P
细菌DNA
（3）重组位点反向、位于同一DNA分子上 倒位
• 例如：鼠伤寒沙门氏杆菌鞭毛蛋白基因H片段(hix)的倒位 hix P hin hix H2 rH1 P H1 H1鞭毛 蛋白 鞭毛 相变
第二节 DNA突变
• DNA突变（mutation）：指DNA分子结构变异
一 突变类型：
1. 转换（transition）：两种嘌呤（嘧啶）互换 2. 颠换（transvertion）：嘌呤(嘧啶)与嘧啶（嘌呤）互换 • 点突变：只有一个碱基被取代。结果只造成所编码蛋白质 中一个氨基酸的变异。 3. 插入（insertion）：一个或多个碱基插入DNA序列中。 非3的整数倍时，产生移码突变。 4. 缺失（deletion）：一个或多个碱基缺失造成的突变。 也可产生移码突变。
（一）特异位点重组类型：
• 重组的结果取决于重组位点的方向和位置： (1) 重组位点若同向、位于同一DNA分子上 切除
（2）重组位点同向、位于不同DNA分子上 整合
• 例如：-噬菌体的整合与切除 -噬菌体 DNA B O B P O P 切除 P O 整合酶 + 整合因子
B
B
O
（2）化学诱变剂：
• 碱基类似物：
酮式：与A配对
5-溴尿嘧啶(BU)等
烯醇式：与G配对
• 碱基修饰剂： 亚硝酸：使碱基脱氨。AI，与A、C、U配对 氮芥：烷化剂，形成链内（间）G二聚体，GG 亚硝基胍：烷化剂，可控制突变位点。 • 嵌入染料：溴乙啶（EB）；吖啶橙等扁平分子， 可插入碱基对之间，导致移码突变
• SOS反应的机制
未诱导的细胞 LexA(阻遏物) RecA(辅蛋白酶)
靶基因
（40个不同的位点被阻遏）
lexA基因被LexA
蛋白部分阻遏
recA基因被LexA
蛋白部分阻遏
诱导的细胞
RecA促使LexA 自身分解
单链DNA ATP
靶基因表达
lexA靶基因表达 但产物被分解
recA大量表达
第四节 DNA的遗传重组
五 应急反应（SOS）和易错修复：
• 应急反应（SOS respones）： 细胞DNA受到损伤或复制系统受抑制的紧急 情况下，为求得生存而出现的包括诱导DNA损伤 修复、诱变效应、细胞分裂抑制等多种反应。 • 由SOS反应诱导的DNA损伤修复系统： （1）避免差错系统：光复活、切除修复和重组 修复等，修复时不引入差错。 （2）错误倾向修复；产生缺乏校对功能的DNA 聚合酶IV和V （pol IV和pol V）。
• 光复活（photoreactive repair） ：
~400nm可见光
① 碱基切除修复
② 核苷酸切除修复
三 切除修复：
• 在一系列酶
作用下，DNA 中损伤部分切 除，并以完整 链为模板，合 成切除部分的 修复方式。
无碱基的 “AP”位 点
四 重组修复：
• 从同源DNA母链上将 相应序列重组交换到 子链的缺口处，再弥 补母链空缺的修复方 式。 • 重组修复结果，损伤 并未切除，随传代而 “稀释”了。
• 遗传重组（genetic recombination ):
DNA分子内或分子之间以各种不同方式和机制发生遗传
信息的重新组合。也称为基因重排（gene rearrangement)。 • 重组体DNA （recombinant DNA） • 重组现象存在广泛，真核生物重组一般发生在减数分裂时 • 重组类型：同源重组、特异位点重组和转座重组等