分子遗传学_基因突变与染色体畸变

（1）染色体不分离：染色体的两条单体在细胞分 裂后期不能正常分开，而同时进入子细胞，导致一 个细胞增多一条，而另一细胞减少一条。 （2）染色体丢失：由于纺锤体形成不完全或着丝 粒受损，使个别染色体在细胞分裂后期移动滞留，
没有进入子细胞并随后丢失，导致子细胞中减少一
条染色体。
4.3染色体结构异常的机理 染色体断裂和重排的错误是结构异常的主要机理。
2. 糖基酶酶修复途径
不能剪切磷酸二酯键，但可以剪切N-糖苷键。 偶联AP酶进行修复 3. GO系统
二、复制后修复 （一）错配修复 有些修复途径能够识别DNA复制中出现 的错配，这种系统叫做错配修复（mismatch
repair）
（二）重组修复 有些修复途径能够识别DNA复制中出现 的错配，这种系统叫做错配修复（mismatch repair）
Chapter 6
Mutation&Chromsomal abberation
基因突变与染色体畸变
Section 1 Mutation 基因突变
基因突变的概念：
遗传物质的各种遗传性改变称基因突变 （mutation），其实质是核苷酸的增添、缺失、替 代、颠倒和转位。
自然条件 人为干预
自发突变 诱发突变
（五）烷基的转移
鸟嘌呤甲基转移酶，可在低剂量烷化剂的作用下
诱导
二、切除修复 （一）一般切除修复
短-补丁修复(short-patch repair) 长-补丁修复(long-patch repair)
（二）特殊切除修复途径 1. AP核酸内切酶修复途径
有一种核酸内切酶附着在自发丢失了单
个嘌呤或嘧啶的位点上，这个无嘌呤或嘧啶 的位点就叫做AP位点
插入 Insertion
• Two types of base substitutions碱基置换
– Transition转换
• Pyrimidine changed to another pyrimidine
– e.g., C T
• Purine changed to another purine
（三）SOS修复系统
这种修复是为了保命，管不了修补的片段是 否正确
Section 3 染色体畸变 Chromsomal abberation
染色体的数目与结构 染色体数目和结构的异常称染色体病，或染 色体畸变（chromsomal aberration)。
1、染色体数目异常：
染色体数目偏离正常，称染色体数目畸变。
– Translation is prematurely terminated
• Truncated polypeptide is formed
– Protein function is generally affected
Common features
1.是普遍存在的 2.是随机发生的
3.突变频率很低
携带突变的生物个体或群体称为
突变体（mutant）
一、突变的命名和表示方法
赖氨酸
色氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸
Wild type & Mutant type 野生型&突变型
二、基因突变的种类和特点
碱基置换Base substitution
移码突变Frameshift mutation 基因突变 缺失Deletion
4. 染色体畸变机理
4.1多倍体产生机理 （1）双雄受精：同时有2个精子入卵受精； （2）双雌受精：减数分裂时，极体与卵核再结 合，形成两倍体卵子；
（3）核内再复制：染色体已复制而核膜未分裂， 在完整的胞膜内形成多倍化现象，称核内再复制 （endoreduplication)。
4.2 非整倍体产生机理
• Deletion缺失突变
------编码某种氨基酸的密码子经碱基缺 失以后,变成编码另一种氨基酸地密 码子,从而使多肽链的氨基酸种类和 序列发生改变
• Insertion插入突变
------一个基因的DNA中如果插入一段外 来的DNA，那么它的结构便被破坏 而导致突变 IS，当转入某一基因中时，便使这一基
4.大多数基因突变对生物体是有害的 5.不定向
三、基因突变的机制 （一）、基因突变诱发机制 1.碱基置换突变的诱发
（1）.类似物的参入：5-溴尿嘧啶（BU）是
胸腺嘧啶的结构类似物。
（2）.药物或射线引起的化学变化：
2.移码突变的诱发 移码突变的诱变剂种类较少，主要是吖啶类 燃料
3.定向诱变 利用重组DNA技术使DNA分子在指定位 置上发生特定的变化，从而收到定向的诱变
3、染色体结构异常
染色体异常的常见类型：
缺失（deletion）染色体部分丢失
倒位（invertion）如果两次断裂形成的片段倒转 180°重新接合，虽然没有染色体物质的丢失，但 基因顺序颠倒 重复（duplication）染色体上各别区段多出一份
易位（translocation）染色体片段位置的改变 等臂染色体（isochromosome）一次染色体断裂如 果发生在着丝粒区，使着丝粒横断，则两个臂的姐 妹染色单体可分别互相连接，结果形成两条与短臂 和长臂相应的等臂染色体。
效果
核酸内切酶+连接酶etc
4.自发诱变
背景辐射和环境诱变
生物自身所产生的诱变物质的作用
碱基的异构互变效应
（二）、影响基因突变的因素 1.内在因素
前诱变剂：一些没有诱变作用的物质也
可以因为细胞中的酶的活化作用而使该物质 转变为诱变剂
诱变剂
DNA损伤
阻碍复制
无误修复 使DNA恢复原状， 但不带来突变
易误修复 使DNA复制继续进 行，但也常带来基 因突变
2.外界因素 ① 温度
② பைடு நூலகம்养基成分
③ 抗变剂和助变剂
能够促进另一诱变剂的作用的物质称 为助变剂 能够降低自发或诱发突变率的物质称 为抗变剂
Section 2 DNA修复 Repair of DNA damage
一、直接修复 （一）通过DNA聚合酶校正修复 原核：DNA聚合酶3’ →5’外切酶活性 真核：DNA聚合酶α 3’ →5’外切酶活性
2、染色体数目异常类型： 2.1 整倍体： 染色体组倍数超过整2倍（3n,4n），称多 倍体（polyploid）整倍体（euploid）。
2.2 非整倍体：
少于或多于2倍体（2n)的染色体组, 如单 体型（monosomy，2n-1），三体型
（trisomy，2n+1）。 2.3 嵌合体：
一个个体存在2种或2种以上不同核型的 细胞系，称嵌合体。
– e.g., A G
– Transversion颠换
• Purines and pyrimidines are interchanged
– e.g., A C
• More rare than transitions
• Frameshift mutaion移码突变
------一对或少数几对邻接的核苷酸的增 加或减少，造成这一位置以后的一 系列编码发生移位错误的突变。
（二）光复活反应
对UV诱发的胸苷二聚体的修复，这个系统叫做光 复活（photoreactivation）或光修复（light repair） 催化光复活反应的酶叫做光裂合酶（photolyase）
（三）单链断裂的重接
DNA连接酶（ligase）
（四）碱基的直接插入
DNA链上嘌呤的脱落造成无嘌呤位点，能被DNA 嘌呤插入酶（insertase）识别结合
• Missense mutations
– Amino acid sequence is altered
• e.g., GAA GTA (glu val)
• Nonsense mutations
– Normal codon is changed into a stop codon
• e.g., AAG UAG (lys stop)
因发生突变
按照遗传信息的改变方式，突变又可分为：
错义突变 Missense mutations 一对碱基的改变而使某一氨基酸的密码子 变为另一氨基酸的密码子 简并性 不一定带来氨基酸的改变 同义突变（samesense mutation）
无义突变 Nonsense mutations 一对碱基的改变而使某一氨基酸的密码子 变为一个终止密码子