遗传学第3章基因突变

片段突变
片段突变是DNA链中某些小片段的碱基序列 发生缺失、重复或重排。
基因突变的命名
相关符号
c. cDNA序列 g. 核基因组序列 m. 线粒体DNA序列 r. RNA序列 p. 蛋白质氨基酸序列 ＞碱基替换
del 缺失 dup 重复 ins 插入 inv 倒位
以下命名实例按表3-1对应的序列号书写
内含子2 外显子3 内含子3 外显子4
489 to 689 689 to 723 724 to 1023 1024 to 1200
88+1 ... 88+100, 89-100 ... 89-1
89 to 123
123+1 ... 123+150, 124-150 ... 124-1
124 to 300
内含子4
外显子5 编码区 3’端非翻译区
1201 to 1600
1601 to 1630 1631 to 1850
300+1 ... 300+200, 301-200 ... 301-1 301 to 330
*1 to *220
3’端基因侧翼区
1851 to 2000
(*221 to *370)
蛋白质氨基酸序列 -
稀有性
在自然状态下发生突变的频率很低
随机性 可重复性
基因突变的分子机制
一般分为两大类－－静态突变和动态突变。 静态突变（static mutation）是在一定条件下 生物各世代中以相对稳定的频率发生的基因突 变。可分为点突变和片段突变 。
点突变（point mutation）
点突变: DNA链中一个或一对碱基发生的改变。 它有两种形式：碱基替换和移码突变。 碱基替换（base substitution）: DNA链中碱基之间互相替换，从而使被替换部 位的三联体密码意义发生改变。
1 to 4 -
5 to 29 (30) -
30 to 41 -
42 to 100 -
101 to 109 -
碱基替换的命名
通式：
g.（或其它符号）数字 X＞Y 例： g. 241T ＞C 某核基因序列241位Ｔ到Ｃ突变（5’测翼序列） g. 289G ＞A 某核基因序列289位G到A突变;或c. -12G ＞A起始密码子上游第12个碱基（5’非编码区） g. 301G ＞C 某核基因序列303位G到C突变; （外显子区） c. 3G ＞C 编码序列cDNA第3位G到C突变； r. 3G ＞C mRNA序列第3位G到C突变
遗传分子基础
❖ 基因突变(gene mutation) 点突变(point mutation)：基因(DNA链) 中一个或一对碱基改变。 突变基因(mutant gene)：基因突变后在 原有座位上出现的新基因。
遗传分子基础
基因突变概念
❖ 基因突变(gene mutation) 体细胞突变(somatic mutation) 生殖细胞突变
物理因素
紫外线 紫外线的照射可使DNA顺序中相邻的嘧啶类碱基结合 成嘧啶二聚体，最常见的为胸腺嘧啶二聚体（TT）。 在复制或转录进行时，该处碱基配对发生错误，从而 引起新合成的DNA或RNA链的碱基改变。 电离辐射 射线直接击中DNA链，DNA分子吸收能量后引起DNA 链和染色体的断裂，片断发生重排，引起染色体结构 畸变 。
野生型(wild type) 突变型(mutant)
遗传分子基础
诱发基因突变的因素
根据基因突变发生的原因，可将突变分为自发突变和 诱发突变。 自发突变（spontaneous mutation）：在自然条件 下，未经人工处理而发生的突变。 诱发突变（induced mutaion）：经人工处理而发生 的突变。 诱变剂（mutagen）：能诱发基因突变的各种内外环 境因素。
紫 外 线 诱 发 的 胸 腺 嘧 啶 二 聚 体
化学因素
羟胺（hydroxylamine，HA） 可使胞嘧啶（C）的化学成分发生改变，而不能 正常地与鸟嘌呤（G）配对，而改为与腺嘌呤 （A）互补。经两次复制后，C-G碱基对就变换 成T-A碱基对。
羟胺引起DNA碱基对的改变
化学因素
亚硝酸或含亚硝基化合物 可使碱基脱去氨基（-NH2）而产生结构改变， 从而引起碱基错误配对。
第三章 基因突变
Gene Mutation
基因突变概念
❖ 基因突变(gene mutation) 指 DNA 分 子 中 的 核 苷 酸 顺 序 发 生 改 变 ，
导致遗传密码编码信息改变，造成基因的表达 产物——蛋白质的氨基酸变化，从而引起表型 的改变。基因突变普遍存在于自然界中，任何 生物其基因都会以一定的频率发生突变。
烷化剂引起的DNA碱基对的改变
化学因素
碱基类似物 某些碱基类似物可以取代碱基而插入DNA分子 引起突变 。
5-BU引起的DNA碱基对的改变
5-BU与腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）均可配对。如果5-BU取代T 以后一直保持与A配对，所产生的影响并不大；若与G配对，经 一次复制后，就可以使原来的A-T对变换成G-C对
基因结构部分
基因组核苷酸序列
cDNA核苷酸序列
基因5’端侧翼序列 外显子1 5'非翻译区
1-270 271 to 300
(-300 to -31) -30 to -1
编码Hale Waihona Puke Baidu 内含子1
外显子2
301 to 312 313 to 412
413 to 488
1 to 12
12+1 ... 12+50, 13-50 ... 13-1 13 to 88
亚硝酸引起DNA碱基对的改变
图中A被其脱去氨基后可变成次黄嘌呤（H），H不能再 与T配对，而变为与C配对，经DNA复制后，可形成 T-A→C-G的转换
化学因素
烷化剂 具有高度诱变活性的烷化剂，可将烷基
（CH3-、C2H5-等）引入多核苷酸链上的任
何位置，被其烷基化的核苷酸将产生错误配对 而引起突变。
点突变（point mutation）
转换（transition）:一种嘌呤-嘧啶对被另一 种嘌呤-嘧啶对所替换 颠换（transvertion）:一种嘌呤-嘧啶对被另 一种嘧啶-嘌呤对所替换
移码突变
基因DNA链中插入或缺失1个或几个碱基对， 使自插入或缺失的那一点以下的三联体密码的 组合发生改变，进而使其编码的氨基酸种类和 序列发生变化。
化学因素
芳香族化合物 吖啶类和焦宁类等扁平分子构型的芳香族化合 物可以嵌入DNA的核苷酸序列中，导致碱基插 入或丢失的移码突变。
基因突变的一般特性
多向性
同一基因座上的基因可独立发生多次不同的突变而形 成复等位基因
可逆性
突变的方向可逆,可以是正突变，也可以是回复突变
有害性
突变会导致人类许多疾病的发生