突变修复与重组优秀课件
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• 功能获得突变（gain of function mutation): 使基因功能增强或不受抑制的突变。
根据突变的表达类型 • 非条件型突变: 在任何条件下均可表现的突变 • 条件型突变: 突变的表现 = 突变基因型 + 诱导条件
根据突变的方式：
碱基替换（base substitution），DNA分子中一个
碱
又称点突变
插入（基ins被er另tio一n）个，碱D基N替A代序列中插入一个或多个碱
缺基失（deletion），DNA序列上缺失一个或多个碱
基重复（duplication），一段碱基序列发生一次重复
易位（translocation），一段碱基序列从原来的位 置移出，并插入到基因组的另一位置
倒位（inversion），一段碱基序列发生倒转，但仍 保留在原来的位置上
AGCTTCCTA TCGAAGGAT
1. Base analog incorporation
AGCTBCCTA TCGAAGGAT
2. 1st round 3. of replication
AGCTTCCTA AGCTBCCTA TCGAAGGAT TCGAGGGAT
3. 2nd round 4. of replication
3.脱氨基： 腺嘌呤（A)脱氨基变为次黄嘌呤（H）
AT
GC
胞嘧啶（C）脱氨基变为尿嘧啶（U）
GC
AT
诱发突变的分子基础 诱变剂可以取代碱基，改变碱基或破坏碱基 ，使DNA发生错配，而引起基因突变。
诱变剂的分类：
物理诱变剂（电离辐射等）
化学诱变剂（碱基类似物、脱氨剂、烷化剂、嵌 入剂等）
生物因素(黄曲霉素等)
(1)物理诱变剂 • 紫外线
• X－射线和γ－射线
紫外线：波长为100～400 nm的电磁辐射，非电离辐射，
直接作用于DNA。
嘧啶二聚体 胸腺嘧啶
X-射线和γ-射线：电离辐射
• 直接作用于DNA，对DNA产生损伤 产生多 种突变，并且常常造成DNA重排，例如缺失、 倒转和移位。
• 作用于水分子以及其他分子产生离子和自由基， 自由基对DNA分子产生广泛损伤。
碱基替换：
根据碱基变化的不同，可以分为： 转换（transition)：嘌呤与嘌呤之间，或嘧啶与 嘧啶之间的替换 颠换（transversion）：嘌呤与嘧啶之间的替换。
缺失、插入
缺 失 和 插 入 常 导 致 移 码 突 变 （ frameshift mutations），结果产生截短的或异常的多肽链。
(2)化学诱变剂
1 碱基类似物：
与碱基结构类似，可替代正常碱基掺入DNA 分子，引起碱基替换。
如5-溴尿嘧啶（BU）是胸腺嘧啶T的类似物， 可掺入DNA分子中。
酮式BU与A配对，而烯醇式与G配对 容易引起G-C对与A-T对的互相转换。。
碱基类似物还有5-溴脱氧尿苷（BrdU），5-尿嘧啶，5-氯尿 嘧啶及其脱氧核苷，2-氨基嘌呤（2-AP）等
4 通读（reading through):碱基替换使终止密码子突
变为编码氨基酸的密码子，转录出的mRNA在翻译时不能适 时终止。
按突变发生的原因分类 • 自发突变(spontaneous mutation):在自然状 况下发生的突变。 • 诱发突变(induced mutation):外界因素诱发 引起的突变。
根据对遗传信息的影响
1 同义突变(samesense mutation) ：
碱基替换改变密码子但并不改变氨基酸
如GAU→GAC，但仍是天冬氨酸
密码子的简并性
DNA的容错机制
。
2 错义突变（missense mutation）：
指碱基替换改变密码子并改变氨基酸。
错义突变使蛋白质一级结构改变，导致蛋白质活性和功 能不同程度的改变。一般性质相似的氨基酸替换对蛋白质的 影响小，而性质不同的氨基酸的替换可能强烈的影响蛋白质 的功能。例如人的镰刀性贫血症（HbS)。
突变修复与重组优秀课件
第一节 突变 第二节 修复 第三节 重组
本章要点： • 突变的概念、类型 • DNA修复的主要方式 • 了解重组的分子基础
第一节：突变（mutation)
一、突变的主要类型
突变是DNA碱基序列水平上的永久的、可遗传的改变。
广义的突变包括染色体畸变和基因突变
狭义的突变通常指基因突变
AGCTBCCTA TCGAAGGAT
根据突变发生的细胞类型、对基因功能的影响、突变的方 式、发生的原因等可对突变进行不同的分类
根据突变发生的细胞类型：
• 生殖细胞突变(Germline mutation)
• 体细胞突变(Somatic mutation)
可遗传给后代 仅表现于当代ห้องสมุดไป่ตู้癌症
根据对基因功能的影响
• 功能失活突变（loss of function mutation)： 使基因功能失活或显著下降的突变。
自发损伤(spontaneous lesions)
自然产生的DNA损伤引起突变
1. 脱嘌呤：最为常见，DNA分子中碱基和脱氧核糖间的糖
苷键受到破坏，从而引起鸟嘌呤(G)或腺嘌呤(A)从DNA分子
上脱落下来。
常引起缺失或插入突变
2. 氧化性损伤：个体自然产生的氧化基，氧化物如超氧 自由基,氢氧自由基及过氧化基等，能对DNA造成氧化性损 伤，引起突变。
正常人 红细胞
镰刀状贫 血病人的 红细胞
CTT
谷氨酸
CAT
缬氨酸
中性突变（neural mutation): 不影响蛋白质正常功能的错义突变
同义突变与中性突变又称为： 无声突变或沉默突变（silent mutation)
3 无义突变（nonsense mutation):碱基替换使编
码氨基酸的密码子突变为终止密码子，mRNA在翻译时提 前终止，形成的肽链不完全，一般没有活性。
自发突变的分子基础
• DNA复制错误 • 自发损伤 • 转座因子
DNA复制错误
• 遗传物质是DNA,DNA复制是半保留复制,如果发 生错误,引起碱基替换(base substitution), 造成 DNA遗传信息的改变。从而导致基因突变。
正常情况下,A-T配对,氨基态的腺嘌呤(A)只与胸 腺嘧啶(T)配对,但有时可转变成稀有的亚氨基形式, 可以与胞嘧啶配对,形成A-C, 再经一次复制,DNA分 子中的A-T对变成了G-C对.
根据突变的表达类型 • 非条件型突变: 在任何条件下均可表现的突变 • 条件型突变: 突变的表现 = 突变基因型 + 诱导条件
根据突变的方式：
碱基替换（base substitution），DNA分子中一个
碱
又称点突变
插入（基ins被er另tio一n）个，碱D基N替A代序列中插入一个或多个碱
缺基失（deletion），DNA序列上缺失一个或多个碱
基重复（duplication），一段碱基序列发生一次重复
易位（translocation），一段碱基序列从原来的位 置移出，并插入到基因组的另一位置
倒位（inversion），一段碱基序列发生倒转，但仍 保留在原来的位置上
AGCTTCCTA TCGAAGGAT
1. Base analog incorporation
AGCTBCCTA TCGAAGGAT
2. 1st round 3. of replication
AGCTTCCTA AGCTBCCTA TCGAAGGAT TCGAGGGAT
3. 2nd round 4. of replication
3.脱氨基： 腺嘌呤（A)脱氨基变为次黄嘌呤（H）
AT
GC
胞嘧啶（C）脱氨基变为尿嘧啶（U）
GC
AT
诱发突变的分子基础 诱变剂可以取代碱基，改变碱基或破坏碱基 ，使DNA发生错配，而引起基因突变。
诱变剂的分类：
物理诱变剂（电离辐射等）
化学诱变剂（碱基类似物、脱氨剂、烷化剂、嵌 入剂等）
生物因素(黄曲霉素等)
(1)物理诱变剂 • 紫外线
• X－射线和γ－射线
紫外线：波长为100～400 nm的电磁辐射，非电离辐射，
直接作用于DNA。
嘧啶二聚体 胸腺嘧啶
X-射线和γ-射线：电离辐射
• 直接作用于DNA，对DNA产生损伤 产生多 种突变，并且常常造成DNA重排，例如缺失、 倒转和移位。
• 作用于水分子以及其他分子产生离子和自由基， 自由基对DNA分子产生广泛损伤。
碱基替换：
根据碱基变化的不同，可以分为： 转换（transition)：嘌呤与嘌呤之间，或嘧啶与 嘧啶之间的替换 颠换（transversion）：嘌呤与嘧啶之间的替换。
缺失、插入
缺 失 和 插 入 常 导 致 移 码 突 变 （ frameshift mutations），结果产生截短的或异常的多肽链。
(2)化学诱变剂
1 碱基类似物：
与碱基结构类似，可替代正常碱基掺入DNA 分子，引起碱基替换。
如5-溴尿嘧啶（BU）是胸腺嘧啶T的类似物， 可掺入DNA分子中。
酮式BU与A配对，而烯醇式与G配对 容易引起G-C对与A-T对的互相转换。。
碱基类似物还有5-溴脱氧尿苷（BrdU），5-尿嘧啶，5-氯尿 嘧啶及其脱氧核苷，2-氨基嘌呤（2-AP）等
4 通读（reading through):碱基替换使终止密码子突
变为编码氨基酸的密码子，转录出的mRNA在翻译时不能适 时终止。
按突变发生的原因分类 • 自发突变(spontaneous mutation):在自然状 况下发生的突变。 • 诱发突变(induced mutation):外界因素诱发 引起的突变。
根据对遗传信息的影响
1 同义突变(samesense mutation) ：
碱基替换改变密码子但并不改变氨基酸
如GAU→GAC，但仍是天冬氨酸
密码子的简并性
DNA的容错机制
。
2 错义突变（missense mutation）：
指碱基替换改变密码子并改变氨基酸。
错义突变使蛋白质一级结构改变，导致蛋白质活性和功 能不同程度的改变。一般性质相似的氨基酸替换对蛋白质的 影响小，而性质不同的氨基酸的替换可能强烈的影响蛋白质 的功能。例如人的镰刀性贫血症（HbS)。
突变修复与重组优秀课件
第一节 突变 第二节 修复 第三节 重组
本章要点： • 突变的概念、类型 • DNA修复的主要方式 • 了解重组的分子基础
第一节：突变（mutation)
一、突变的主要类型
突变是DNA碱基序列水平上的永久的、可遗传的改变。
广义的突变包括染色体畸变和基因突变
狭义的突变通常指基因突变
AGCTBCCTA TCGAAGGAT
根据突变发生的细胞类型、对基因功能的影响、突变的方 式、发生的原因等可对突变进行不同的分类
根据突变发生的细胞类型：
• 生殖细胞突变(Germline mutation)
• 体细胞突变(Somatic mutation)
可遗传给后代 仅表现于当代ห้องสมุดไป่ตู้癌症
根据对基因功能的影响
• 功能失活突变（loss of function mutation)： 使基因功能失活或显著下降的突变。
自发损伤(spontaneous lesions)
自然产生的DNA损伤引起突变
1. 脱嘌呤：最为常见，DNA分子中碱基和脱氧核糖间的糖
苷键受到破坏，从而引起鸟嘌呤(G)或腺嘌呤(A)从DNA分子
上脱落下来。
常引起缺失或插入突变
2. 氧化性损伤：个体自然产生的氧化基，氧化物如超氧 自由基,氢氧自由基及过氧化基等，能对DNA造成氧化性损 伤，引起突变。
正常人 红细胞
镰刀状贫 血病人的 红细胞
CTT
谷氨酸
CAT
缬氨酸
中性突变（neural mutation): 不影响蛋白质正常功能的错义突变
同义突变与中性突变又称为： 无声突变或沉默突变（silent mutation)
3 无义突变（nonsense mutation):碱基替换使编
码氨基酸的密码子突变为终止密码子，mRNA在翻译时提 前终止，形成的肽链不完全，一般没有活性。
自发突变的分子基础
• DNA复制错误 • 自发损伤 • 转座因子
DNA复制错误
• 遗传物质是DNA,DNA复制是半保留复制,如果发 生错误,引起碱基替换(base substitution), 造成 DNA遗传信息的改变。从而导致基因突变。
正常情况下,A-T配对,氨基态的腺嘌呤(A)只与胸 腺嘧啶(T)配对,但有时可转变成稀有的亚氨基形式, 可以与胞嘧啶配对,形成A-C, 再经一次复制,DNA分 子中的A-T对变成了G-C对.