第四章-基因突变与基因病(-4-28)教学提纲

谷
酪
蛋
丝
（三）重排
DNA分子内较大片段的交换，称为 重组或重排。
由基因重排引起的两种地中海贫血基因型
▪ 无义突变
碱基核苷酸的改变 不会改变氨基酸种类， 因此蛋白质的氨基酸序 列没有改变，蛋白质的 性质和功能不会改变。
四、DNA损伤的修复
修复(repairing)
是对已发生分子改变的补偿措施，使其 回复为原有的天然状态。
特征：“多动症”加“智力低下”是该病的典型特 征，发育快，方形脸，脾气暴躁，语言障碍，“三 大一空”：大耳朵、大睾丸、大阴茎、智力差。
框移 (frame-shift)
•重排 (rearrangement)
（一）错配
DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)。
1. 转换
发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另 一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。
2. 颠换 发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶
或嘧啶变嘌呤。
正常成人血红蛋白Hb (HbA)β亚基
第四章-基因突变与基因病 (2012-4-28)
一、突变的意义
（一）突变是进化、分化的分子基础 （二）突变导致基因型改变 （三）突变导致死亡 （四）突变是某些疾病的发病基础
二、引发突变的因素
物理因素 紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射
UV
化学因素
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常见的化学诱变剂
化合物类别
碱基类似物 如：5-BU
肽链 N-val ·his ·leu ·thr ·pro ·glu ·glu ······
基因 C
CTC GAG
镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基
肽链 N-val ·his ·leu ·thr ·pro ·val ·glu ······
基因 C
CAC
GTG
（二）缺失、插入和框移
缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上 消失。
作用点
A 5-BU G
羟胺类（NH2OH）
T C
亚硝酸盐（NO2）
C U
烷化剂 如：氮芥类，Nitromins
G mG
分子改变
-A-
-G-
-T-
-C-
-T-
-C-
-A-
-G-
-G-
-A-
-C-
-T-
DNA缺失G
三、突变的分子改变类型
•错配 (mismatch)
•缺失 (deletion)
•插入 (insertion)
▪ Klinefelter综合症，又称精小管发育不良、原发小 睾丸症－－核型47，XXY，发病率较高，婴儿发 生率为 1.4～2.9％。
特征：外貌像男性，身材高大，四肢长，乳房女 性化，睾丸小，无精子，无生殖能力，智能低下。
原因：父亲精子形成过程中第二次减数分裂时发 生Y染色体不分离。
▪ XYY综合症，又称“超雄”－－核型47，XYY发病 率1/1000。 特征：身材特别高大，智力较差，雄性激素分泌较 高，多数有性格和行为异常，性格暴躁，易发生攻 击行为，患者大都有生育能力，子女大都正常。
▪ 目前染色体病无好的治疗方法，主要通过遗传咨询 和产前诊断来加以预防。
（一）数目异常的遗传病
▪ 人类女性细胞中含有22对常染色体和1对性染色体， 表现为46，XX。
▪ 人类男性细胞中含有22对常染色体和1对性染色体， 表现为46，XY。
▪ 染色体数目发生异常，会导致遗传病。
（二）染色体结构突变
UvrC
UvrA
UvrB
OH P DNA聚合酶Ⅰ OH P
DNA连接酶 ATP
（三）重组修复
（四）SOS修复
• 当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱 发出一系列复杂的反应。
• 在E. coli，各种与修复有关的基因，组成一个 称为调节子(regulon)的网络式调控系统。
• 这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力 差。通过SOS修复，复制如能继续，细胞是可 存活的。然而DNA保留的错误较多，导致较 广泛、长期的突变。
人类到底有多少病是 遗传病、基因病呢？
染色体遗传病
▪ 染色体数目异常或结构异常而引起的疾病。染色体 病患者在发育过程中常伴有发育畸形和智力低下， 同时也是导致流产和不育的主要原因。
▪ 染色体病分为常染色体病和性染色体病，其特征： 染色体患者均有生长、智力和性发育落后的表现； 大多染色体病散发、无家族史。
▪ 缺失－－染色体的一个臂发生了断裂，一个或多个 基因丢失，在染色体发生配对时，会拱起形成缺失 圈。
▪ 重复－－基因增加了拷贝数，使染色体多了一些额 外的染色体片段，重复可在同一个染色体，也可在 不同染色体上。在染色体发生配对时，也会拱起， 但遗传影响较小。
▪ 易位－－非同源染色体间交换了部分片段，产生相 互易位。
插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入 到DNA大分子中间。
• 缺失或插入都可导致框移突变 。
• 框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造 成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。
缺失引起框移突变
正常 5’ ……G C A G U A C A U G U C ……
丙
缬
组缬
缺失C 5’ ……G A G U A C A U G U C ……
修复的主要类型
•光修复(light repairing) •切除修复(excision repairing) •重组修复(recombination repairing) •SOS修复
（一）光修复
UV
光修复酶 (photolyase)
（二）切除修复
是细胞内最重要和 有效的修复机制，主要 由DNA-polⅠ和连接酶 完成。
▪ 倒位－－染色体在断裂的某一片段倒转了位置又重 新愈合。
性染色体数目异常遗传病：
Turner综合症，又名先天性卵巢发育不全综合症－－核型45， X，比正常女性少一条性染色体，一般出生率和成活率较低。
特征：特像女性，智力正常，身材矮小，没有卵巢，性器 官发育不全，终身不孕，寿命不长。
原因：双亲之一在性细胞形成过程中，发生性染色体不分 离，致使性细胞中发生性染色体丢失，少给下一代一条“X” 染色体，其中75％是由于父方精子的性染色体丢失引起。
▪ XXX女性综合症，又称“超雌”－－核型47，XXX， 女性常见的染色体异常，发病率1/1000。 特征：大体与正常女性相同，有正常的生育力，第 二性征多数正常，少数表现早期卵巢功能减退。
性染色体结构异常遗传病：
▪ 脆性X综合症，又称“多动症”－－一种X连锁智力 低下遗传病，男女均可发病，是一种极为常见的遗 传性疾病，发病率仅次21三体综合症。