的損傷修復(fù)ppt課件

1、第十三章第十三章 DNA的損傷修復(fù)的損傷修復(fù)v第一節(jié)第一節(jié) DNA損傷損傷v第二節(jié)第二節(jié) DNA修復(fù)修復(fù)v第三節(jié)第三節(jié) 基因突變基因突變第一節(jié)第一節(jié) DNA的損傷的損傷v DNA存儲(chǔ)著生物體賴以生存和繁衍的遺傳信息，因此維存儲(chǔ)著生物體賴以生存和繁衍的遺傳信息，因此維護(hù)護(hù)DNA分子的完好性對(duì)細(xì)胞至關(guān)重要。分子的完好性對(duì)細(xì)胞至關(guān)重要。v在細(xì)胞中能進(jìn)展修復(fù)的生物大分子也就只需在細(xì)胞中能進(jìn)展修復(fù)的生物大分子也就只需DNA。v在生物進(jìn)化中突變又是與遺傳相對(duì)立一致而普遍存在的景在生物進(jìn)化中突變又是與遺傳相對(duì)立一致而普遍存在的景象。象。1.自發(fā)性損傷自發(fā)性損傷1.1 DNA復(fù)制中的錯(cuò)誤復(fù)制中的錯(cuò)誤堿基配對(duì)的

2、錯(cuò)誤頻率約為堿基配對(duì)的錯(cuò)誤頻率約為10-4-10-5；DNA聚合酶本身具有校正作用：將不正確插聚合酶本身具有校正作用：將不正確插入的核苷酸切除掉，重新加上正確的核苷入的核苷酸切除掉，重新加上正確的核苷酸。這樣，每摻入一個(gè)核苷酸，發(fā)生錯(cuò)誤酸。這樣，每摻入一個(gè)核苷酸，發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)機(jī)有的時(shí)機(jī)有10-8-10-10。 1.2 堿基的自發(fā)性化學(xué)變化a. 堿基的異構(gòu)互變DNA中的4種堿基各自的異構(gòu)體間自發(fā)地相互變化(例如烯醇式與酮式堿基間的互變)，使堿基配對(duì)間的氫鍵改動(dòng)。異構(gòu)體間自發(fā)地相互變化構(gòu)成導(dǎo)致下一世代中異構(gòu)體間自發(fā)地相互變化構(gòu)成導(dǎo)致下一世代中GC配對(duì)取代配對(duì)取代AT配對(duì)。配對(duì)。腺嘌呤的稀有互變異體

3、與胞嘧啶腺嘌呤的稀有互變異體與胞嘧啶胸腺嘧啶的稀有互變異構(gòu)體與鳥嘌呤胸腺嘧啶的稀有互變異構(gòu)體與鳥嘌呤b.堿基的脫氨基堿基的脫氨基(deamination)作用作用 堿基的環(huán)外氨基有時(shí)會(huì)自發(fā)零落，從而胞嘧啶堿基的環(huán)外氨基有時(shí)會(huì)自發(fā)零落，從而胞嘧啶會(huì)變成尿嘧啶、腺嘌呤會(huì)變成次黃嘌呤會(huì)變成尿嘧啶、腺嘌呤會(huì)變成次黃嘌呤(H)、鳥嘌呤會(huì)變成黃嘌呤鳥嘌呤會(huì)變成黃嘌呤(X)等。等。胞嘧啶自發(fā)脫氨基的頻率約為每個(gè)細(xì)胞每天胞嘧啶自發(fā)脫氨基的頻率約為每個(gè)細(xì)胞每天190個(gè)。個(gè)。 c.脫嘌呤depurination與脫嘧啶自發(fā)的水解可使嘌呤和嘧啶從DNA鏈的核糖磷酸骨架上零落下來。一個(gè)哺乳類細(xì)胞37，20h內(nèi)DNA鏈

4、自發(fā)零落的嘌呤約1000個(gè)、嘧啶約500個(gè)，長(zhǎng)壽命不復(fù)制繁衍的哺乳類細(xì)胞(如神經(jīng)細(xì)胞)在整個(gè)生活期間自發(fā)脫嘌呤數(shù)約為108，約占細(xì)胞DNA中總嘌呤數(shù)的3%。 d.堿基修飾與鏈斷裂細(xì)胞呼吸的副產(chǎn)物O2、H2O2等會(huì)呵斥DNA損傷，能產(chǎn)生胸腺嘧啶乙二醇、羥甲基尿嘧啶等堿基修飾物，引起DNA單鏈斷裂等損傷每個(gè)哺乳類細(xì)胞每天DNA單鏈斷裂發(fā)生的頻率約為5萬次。DNA的甲基化、構(gòu)造的其他變化等，這些損傷的積累能夠?qū)е吕匣?. 物理要素引起的物理要素引起的DNA損傷損傷 2.1 紫外線引起的紫外線引起的DNA損傷損傷紫外線照射，同一條紫外線照射，同一條DNA鏈上相鄰的嘧鏈上相鄰的嘧啶以共價(jià)鍵連成二聚體，

5、相鄰的兩個(gè)啶以共價(jià)鍵連成二聚體，相鄰的兩個(gè)T、或兩個(gè)或兩個(gè)C、或、或C與與T間都可以環(huán)丁基環(huán)間都可以環(huán)丁基環(huán)(cyclobutane ring)連成二聚體。連成二聚體。 圖圖 胸腺嘧啶二聚體的構(gòu)成胸腺嘧啶二聚體的構(gòu)成v人皮膚因受紫外線照射而構(gòu)成二聚體的頻率可達(dá)每小時(shí)人皮膚因受紫外線照射而構(gòu)成二聚體的頻率可達(dá)每小時(shí)5104/細(xì)胞，只局限在皮膚中。細(xì)胞，只局限在皮膚中。v微生物受紫外線照射后，會(huì)影響其生存。微生物受紫外線照射后，會(huì)影響其生存。v紫外線照射還能引起紫外線照射還能引起DNA鏈斷裂等損傷。鏈斷裂等損傷。 2.2 電離輻射引起的DNA損傷直接效應(yīng)是DNA直接吸收射線能量而遭損傷，間接效應(yīng)是

6、指DNA周圍其他分子(主要是水分子)吸收射線能量產(chǎn)生具有很高反響活性的自在基進(jìn)而損傷DNA。電離輻射可導(dǎo)致DNA分子的多種變化： a.堿基變化主要是由OH-自在基引起，包括DNA鏈上的堿基氧化修飾、過氧化物的構(gòu)成、堿基環(huán)的破壞和零落等。普通嘧啶比嘌呤更敏感。 b.脫氧核糖變化脫氧核糖變化脫氧核糖上的每個(gè)碳原子和羥基上的氫都能與脫氧核糖上的每個(gè)碳原子和羥基上的氫都能與OH-反響，導(dǎo)致反響，導(dǎo)致脫氧核糖分解，引起脫氧核糖分解，引起DNA鏈斷裂。鏈斷裂。 c.DNA鏈斷裂鏈斷裂射線的直接和間接作用都能夠使脫氧核糖破壞或磷酸二酯鍵斷射線的直接和間接作用都能夠使脫氧核糖破壞或磷酸二酯鍵斷開。開。單鏈斷裂

7、單鏈斷裂(single strand broken)，雙鏈斷裂雙鏈斷裂(double strand broken)。單鏈斷裂發(fā)生頻率為雙鏈斷裂的單鏈斷裂發(fā)生頻率為雙鏈斷裂的10-20倍，但比較容易修復(fù)；倍，但比較容易修復(fù)；對(duì)單倍體細(xì)胞來說對(duì)單倍體細(xì)胞來說(如細(xì)菌如細(xì)菌)一次雙鏈斷裂就是致死事件。一次雙鏈斷裂就是致死事件。 d.交聯(lián)交聯(lián)DNA鏈交聯(lián)：同一條鏈交聯(lián)：同一條DNA鏈上或兩條鏈上或兩條DNA鏈鏈上的堿基間可以共價(jià)鍵結(jié)合，上的堿基間可以共價(jià)鍵結(jié)合，DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)：組蛋白、染色質(zhì)中的非組蛋白質(zhì)交聯(lián)：組蛋白、染色質(zhì)中的非組蛋白、調(diào)控蛋白、與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶蛋白、調(diào)控蛋白、與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有

8、關(guān)的酶都會(huì)與都會(huì)與DNA共價(jià)鍵銜接。共價(jià)鍵銜接。3.化學(xué)要素引起的化學(xué)要素引起的DNA損傷損傷突變劑或致癌劑對(duì)突變劑或致癌劑對(duì)DNA的作用。的作用。3.1 烷化劑對(duì)烷化劑對(duì)DNA的損傷的損傷是一類親電子的化合物，很容易與生物體中是一類親電子的化合物，很容易與生物體中大分子的親核位點(diǎn)起反響。大分子的親核位點(diǎn)起反響。烷化劑的作用可使烷化劑的作用可使DNA發(fā)生各種類型的損傷：發(fā)生各種類型的損傷：a.堿基烷基化堿基烷基化 烷化劑如甲基黃酸乙脂烷化劑如甲基黃酸乙脂EMS,氮芥氮芥(NM),甲基黃酸甲脂甲基黃酸甲脂MMS,亞硝基胍亞硝基胍NG等，它們的作用是使堿基烷基等，它們的作用是使堿基烷基化，將烷基加

9、到化，將烷基加到DNA鏈中嘌呤或嘧啶的鏈中嘌呤或嘧啶的N或或O上；上；EMS使使G的第的第6位烷化，使位烷化，使T的第的第4位上烷化，結(jié)果產(chǎn)生的位上烷化，結(jié)果產(chǎn)生的O-6-E-G和和 O-4-E-T分別和分別和T、G配對(duì)，導(dǎo)致配對(duì)，導(dǎo)致G C對(duì)轉(zhuǎn)換成對(duì)轉(zhuǎn)換成A T對(duì)；對(duì)；T A對(duì)轉(zhuǎn)換成對(duì)轉(zhuǎn)換成C G b.堿基零落堿基零落 烷化鳥嘌呤的糖苷鍵不穩(wěn)定，容易零落構(gòu)成烷化鳥嘌呤的糖苷鍵不穩(wěn)定，容易零落構(gòu)成DNA上無堿基的上無堿基的位點(diǎn)，復(fù)制時(shí)可以插入任何核苷酸，呵斥序列的改動(dòng)。位點(diǎn)，復(fù)制時(shí)可以插入任何核苷酸，呵斥序列的改動(dòng)。c.斷鏈斷鏈 DNA鏈的磷酸二酯鍵上的氧也容易被烷化，構(gòu)成不穩(wěn)定的磷鏈的磷酸二

10、酯鍵上的氧也容易被烷化，構(gòu)成不穩(wěn)定的磷酸三酯鍵，易在糖與磷酸間發(fā)生水解，使酸三酯鍵，易在糖與磷酸間發(fā)生水解，使DNA鏈斷裂。鏈斷裂。 d.交聯(lián)交聯(lián) 烷化劑有兩類烷化劑有兩類:單功能基烷化劑，如甲基甲烷碘酸，只能使單功能基烷化劑，如甲基甲烷碘酸，只能使一個(gè)位點(diǎn)烷基化；一個(gè)位點(diǎn)烷基化；雙功能基烷化劑，化學(xué)武器如氮芥、硫芥等，雙功能基烷化劑，化學(xué)武器如氮芥、硫芥等，一些抗癌藥物如環(huán)磷酰胺、苯丁酸氮芥、一些抗癌藥物如環(huán)磷酰胺、苯丁酸氮芥、絲裂霉素等，某些致癌物如二乙基亞硝胺絲裂霉素等，某些致癌物如二乙基亞硝胺等均屬此類，其兩個(gè)功能基可同時(shí)使兩處等均屬此類，其兩個(gè)功能基可同時(shí)使兩處烷基化，結(jié)果就能呵斥烷

11、基化，結(jié)果就能呵斥DNA鏈內(nèi)、鏈內(nèi)、DNA鏈鏈間，以及間，以及DNA與蛋白質(zhì)間的交聯(lián)。與蛋白質(zhì)間的交聯(lián)。 圖圖3氮芥引起氮芥引起DNA分子兩條鏈在鳥嘌呤上的交聯(lián)分子兩條鏈在鳥嘌呤上的交聯(lián) (a)交聯(lián)附近的總圖；交聯(lián)附近的總圖；(b)交聯(lián)部分構(gòu)造圖交聯(lián)部分構(gòu)造圖3.2 堿基類似物對(duì)堿基類似物對(duì)DNA的損傷的損傷人工合成的一些堿基類似物，用作促突變劑或抗癌藥物，如人工合成的一些堿基類似物，用作促突變劑或抗癌藥物，如5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶(5-BU)、5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)、2-氨基腺嘌呤氨基腺嘌呤(2-AP)等。等。其構(gòu)造與正常的堿基類似，進(jìn)入細(xì)胞能替代正常的堿基參入其構(gòu)造與正常的堿基類似

12、，進(jìn)入細(xì)胞能替代正常的堿基參入到到DNA鏈中而干擾鏈中而干擾DNA復(fù)制合成。復(fù)制合成。其它誘發(fā)突變的化學(xué)物質(zhì)或致癌劑：其它誘發(fā)突變的化學(xué)物質(zhì)或致癌劑：例如亞硝酸鹽能使例如亞硝酸鹽能使C脫氨變成脫氨變成U，經(jīng)過復(fù)制就可使，經(jīng)過復(fù)制就可使DNA上的上的G-C變成變成A-T；羥胺能使羥胺能使T變成變成C，結(jié)果是，結(jié)果是A-T改成改成C-G；黃曲霉素黃曲霉素B也能專注攻擊也能專注攻擊DNA上的堿基導(dǎo)致序列的上的堿基導(dǎo)致序列的變化。變化。第二節(jié)第二節(jié) DNA修復(fù)修復(fù)vDNA修復(fù)修復(fù)(DNA repairing)是細(xì)胞對(duì)是細(xì)胞對(duì)DNA受損傷后的一種反受損傷后的一種反響，這種反響能夠使響，這種反響能夠使DN

13、A構(gòu)造恢復(fù)原樣，重新能執(zhí)行它原構(gòu)造恢復(fù)原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能；來的功能；v有時(shí)并非能完全消除有時(shí)并非能完全消除DNA的損傷，只是使細(xì)胞可以耐受這的損傷，只是使細(xì)胞可以耐受這種種DNA的損傷而能繼續(xù)生存。的損傷而能繼續(xù)生存。v修復(fù)系統(tǒng)：修復(fù)系統(tǒng)：v切除修復(fù)切除修復(fù)v回復(fù)修復(fù)回復(fù)修復(fù) v錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)vSOS修復(fù)修復(fù) v重組修復(fù)重組修復(fù)v限制修飾系統(tǒng)限制修飾系統(tǒng)-對(duì)付外源對(duì)付外源DNA的入侵的入侵 1 切除修復(fù)切除修復(fù)(excision repair) 對(duì)多種對(duì)多種DNA損傷包括堿基零落構(gòu)成的無堿基位點(diǎn)、嘧啶二聚損傷包括堿基零落構(gòu)成的無堿基位點(diǎn)、嘧啶二聚體、堿基烷基化、單鏈斷裂、交聯(lián)等都能

14、起修復(fù)作用。體、堿基烷基化、單鏈斷裂、交聯(lián)等都能起修復(fù)作用。這種修復(fù)方式普遍存在于各種生物細(xì)胞中，也是人體細(xì)胞主要這種修復(fù)方式普遍存在于各種生物細(xì)胞中，也是人體細(xì)胞主要的的DNA修復(fù)機(jī)制。修復(fù)機(jī)制。需求多種酶作用，復(fù)制前進(jìn)展需求多種酶作用，復(fù)制前進(jìn)展 。1.1 核苷酸切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)1.1.1 大腸桿菌核苷酸切除修復(fù)有關(guān)的酶大腸桿菌核苷酸切除修復(fù)有關(guān)的酶 1 UvrABC內(nèi)切酶或切除酶：內(nèi)切酶或切除酶：需求需求ATP的結(jié)合但不需求的結(jié)合但不需求ATP水解；水解；是是uvrA，uvrB和和uvrC三個(gè)基因表達(dá)產(chǎn)物的復(fù)合物；三個(gè)基因表達(dá)產(chǎn)物的復(fù)合物；在損傷位置兩側(cè)各作一缺口在損傷位置兩側(cè)各作

15、一缺口UvrB在在3端，端，UvrC在在5端。端。2解鏈酶解鏈酶UvrD編碼：編碼： 去除去除UvrABC內(nèi)切酶產(chǎn)生的寡核苷酸；內(nèi)切酶產(chǎn)生的寡核苷酸；3DNA聚合酶聚合酶(DNA pol)4DNA銜接酶銜接酶(DNA Ligase) 人類核苷酸切除修復(fù)有關(guān)的基因人類核苷酸切除修復(fù)有關(guān)的基因:XPA，XPB，XPC，XPD，XPF，XPG缺陷缺陷 引起人類著色性干皮病。引起人類著色性干皮病。 臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn) ：嚴(yán)重光敏感，皮癌，視力缺陷，神經(jīng)錯(cuò)亂。：嚴(yán)重光敏感，皮癌，視力缺陷，神經(jīng)錯(cuò)亂。切口切口切口切口1.1.2 核苷酸切除修復(fù)過程核苷酸切除修復(fù)過程 Deform ation of DNA U

16、vaA UvaB UvrA recognizes dam age & binds with UvrB UvaC UvaB UvrA released; UvrC binds UvaC UvaB UvrC nicks DNA on both sides of dam age Uva D UvrD unwinds region Fig. 21- The Uvr sistem operates in stages in which UvrA B recognizes dam age, UvrBC nicks the DNA , and UvrD unwinds the m arked reg

17、ion. Uvr系統(tǒng)在修復(fù)各階系統(tǒng)在修復(fù)各階段中的作用：段中的作用：UvrA識(shí)別損傷；識(shí)別損傷； UvrBC在在DNA上切上切一缺口；一缺口； UvrD解旋切口區(qū)域解旋切口區(qū)域的的DNA,并釋放出并釋放出切割的切割的DNA片段。片段。1.2 堿基切除修復(fù)堿基切除修復(fù) 1.2.1 堿基切除修復(fù)有關(guān)的酶堿基切除修復(fù)有關(guān)的酶 1) DNA糖基化酶糖基化酶DNA glycosylase): 識(shí)別識(shí)別DNA中損傷的或錯(cuò)誤的堿基；水解中損傷的或錯(cuò)誤的堿基；水解N-糖苷鍵去除堿基。糖苷鍵去除堿基。 2) AP內(nèi)切酶內(nèi)切酶Endonucleases ：有有35外切酶活性，切除外切酶活性，切除AP位點(diǎn)位點(diǎn)5端的

18、數(shù)個(gè)核苷酸。端的數(shù)個(gè)核苷酸。 DNA糖基化酶去除堿基后，產(chǎn)生一個(gè)糖基化酶去除堿基后，產(chǎn)生一個(gè)AP位點(diǎn)。位點(diǎn)。 AP內(nèi)切酶識(shí)內(nèi)切酶識(shí)別此位點(diǎn)并在別此位點(diǎn)并在AP位點(diǎn)的位點(diǎn)的5端產(chǎn)生一個(gè)切口。端產(chǎn)生一個(gè)切口。3) 脫氧核糖磷酸二酯酶脫氧核糖磷酸二酯酶dRpase：切除切除AP位點(diǎn)的脫氧核糖磷酸，產(chǎn)生一個(gè)核苷酸的缺口。位點(diǎn)的脫氧核糖磷酸，產(chǎn)生一個(gè)核苷酸的缺口。 4) DNA聚合酶：聚合酶：在缺口處進(jìn)展修復(fù)，參與一個(gè)核苷酸。在在缺口處進(jìn)展修復(fù)，參與一個(gè)核苷酸。在AP位點(diǎn)位點(diǎn)5端進(jìn)展端進(jìn)展廣泛的修復(fù)合成。廣泛的修復(fù)合成。5) DNA銜接酶：銜接最后一個(gè)切口。銜接酶：銜接最后一個(gè)切口。OHP5 3 5 3

19、 5 3 3 3 5 5 烷化堿基烷化堿基DNA糖苷酶糖苷酶切除的游離堿基切除的游離堿基OHP5 3 OHP-5 3 5 AP內(nèi)切酶內(nèi)切酶dRpase無嘌呤嘧啶位點(diǎn)無嘌呤嘧啶位點(diǎn)切除的切除的 5 -脫氧核糖磷酸脫氧核糖磷酸AP內(nèi)切酶的內(nèi)切酶的3 -5外切酶活性外切酶活性 寡核苷酸切除產(chǎn)物寡核苷酸切除產(chǎn)物堿基切除修復(fù)過程3 P 根本步驟：根本步驟： 首先由核酸酶識(shí)別首先由核酸酶識(shí)別DNA的損傷位點(diǎn)，在損傷部位的的損傷位點(diǎn)，在損傷部位的5側(cè)切側(cè)切開磷酸二酯鍵。開磷酸二酯鍵。 由由53核酸外切酶將有損傷的核酸外切酶將有損傷的DNA片段切除。片段切除。 在在DNA聚合酶的催化下，以完好的互補(bǔ)鏈為模板，

20、按聚合酶的催化下，以完好的互補(bǔ)鏈為模板，按53方向方向DNA鏈，填補(bǔ)已切除的空隙。鏈，填補(bǔ)已切除的空隙。 由由DNA銜接酶將新合成的銜接酶將新合成的DNA片段與原來的片段與原來的DNA斷鏈銜斷鏈銜接起來。接起來。最終使最終使DNA恢復(fù)原來的構(gòu)造。恢復(fù)原來的構(gòu)造。 DNA損傷后切除修復(fù)損傷后切除修復(fù)2 回復(fù)修復(fù)回復(fù)修復(fù)/直接修復(fù)直接修復(fù)(direct repair)指無需去除堿基或核苷酸，只需一種酶經(jīng)一步反響指無需去除堿基或核苷酸，只需一種酶經(jīng)一步反響修復(fù)修復(fù)DNA損傷的修復(fù)機(jī)制。損傷的修復(fù)機(jī)制。較簡(jiǎn)單的修復(fù)方式，普通都能將較簡(jiǎn)單的修復(fù)方式，普通都能將DNA修復(fù)到原樣。修復(fù)到原樣。2.1 烷基的

21、轉(zhuǎn)移烷基的轉(zhuǎn)移O6甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)，能直接將，能直接將DNA鏈鳥嘌呤鏈鳥嘌呤O6位上的甲基移到酶的半胱氨酸殘基上位上的甲基移到酶的半胱氨酸殘基上而修復(fù)損傷的而修復(fù)損傷的DNA。這個(gè)酶的修復(fù)才干并不很強(qiáng)，但在低劑量烷化劑作這個(gè)酶的修復(fù)才干并不很強(qiáng)，但在低劑量烷化劑作用下此酶有修復(fù)活性。用下此酶有修復(fù)活性。2.2 光修復(fù)光修復(fù)v由細(xì)菌中的由細(xì)菌中的DNA光解酶光解酶(photolyase)完成：完成：v此酶能特異性識(shí)別紫外線呵斥的核酸鏈上相鄰嘧啶共價(jià)結(jié)合此酶能特異性識(shí)別紫外線呵斥的核酸鏈上相鄰嘧啶共價(jià)結(jié)合的二聚體，并與其結(jié)合，這步反響不需求光；的二聚體，并與其結(jié)

22、合，這步反響不需求光；v結(jié)合后如受結(jié)合后如受300600nm波長(zhǎng)的光照射，那么此酶就被激活，波長(zhǎng)的光照射，那么此酶就被激活，將二聚體分解為兩個(gè)正常的嘧啶單體，然后酶從將二聚體分解為兩個(gè)正常的嘧啶單體，然后酶從DNA鏈上釋鏈上釋放，放，DNA恢復(fù)正常構(gòu)造。恢復(fù)正常構(gòu)造。2.3 單鏈斷裂的重接單鏈斷裂的重接DNA單鏈斷裂，其中一部分可僅由單鏈斷裂，其中一部分可僅由DNA銜接酶銜接酶(ligase)參與而完全修復(fù)。參與而完全修復(fù)。雙鏈斷裂幾乎不能修復(fù)。雙鏈斷裂幾乎不能修復(fù)。2.4 堿基的直接插入堿基的直接插入DNA鏈上嘌呤的零落呵斥無嘌呤位點(diǎn)，能被鏈上嘌呤的零落呵斥無嘌呤位點(diǎn)，能被DNA嘌嘌呤插入酶

23、呤插入酶(insertase)識(shí)別結(jié)合，在識(shí)別結(jié)合，在K+存在的條件存在的條件下，催化游離嘌呤或脫氧嘌呤核苷插入，生成糖下，催化游離嘌呤或脫氧嘌呤核苷插入，生成糖苷鍵；苷鍵；所催化插入的堿基有高度專注性、與另一條鏈上的所催化插入的堿基有高度專注性、與另一條鏈上的堿基嚴(yán)厲配對(duì)，使堿基嚴(yán)厲配對(duì)，使DNA完全恢復(fù)。完全恢復(fù)。 3 錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)mismatch repair 一種糾正復(fù)制后子鏈中錯(cuò)配堿基的修復(fù)方式。一種糾正復(fù)制后子鏈中錯(cuò)配堿基的修復(fù)方式。3.1 錯(cuò)配修復(fù)有關(guān)的蛋白和酶錯(cuò)配修復(fù)有關(guān)的蛋白和酶MutS蛋白：識(shí)別錯(cuò)配的堿基。蛋白：識(shí)別錯(cuò)配的堿基。 MutH蛋白：內(nèi)切酶，在子鏈未甲基化的蛋

24、白：內(nèi)切酶，在子鏈未甲基化的5-GATC-3序列序列接近鳥嘌呤的接近鳥嘌呤的5-端呵斥一個(gè)切口，使包括錯(cuò)配堿基在內(nèi)的端呵斥一個(gè)切口，使包括錯(cuò)配堿基在內(nèi)的數(shù)百個(gè)核苷酸得以切除。數(shù)百個(gè)核苷酸得以切除。MutL蛋白：將蛋白：將MutH和和MutS蛋白銜接成復(fù)合體。蛋白銜接成復(fù)合體。解鏈酶：解開解鏈酶：解開DNA雙鏈。雙鏈。單鏈結(jié)合蛋白：穩(wěn)定單鏈模板。單鏈結(jié)合蛋白：穩(wěn)定單鏈模板。DNA聚合酶：從聚合酶：從3-OH填補(bǔ)空缺。填補(bǔ)空缺。DNA 銜接酶：銜接切口。銜接酶：銜接切口。 CH3 G A T C C T AGGT G A T C5 3 C T A G3 5 GTCH3 CH3 G A T C C

25、T AGGTMutHMutSMutL切口切口 CH3 G A T C C T AGGT 5 3 CH3 G A T C5 3 C T A G3 5 TGDNADNA解鏈酶解鏈酶 核酸外切酶核酸外切酶 SSBSSBdNMPs CH3 G A T C C T AGGT 5 3 DNADNA聚合酶聚合酶 DNADNA銜接酶銜接酶dNTPs CH3 G A T C C T AGGC3.2 DNA錯(cuò)錯(cuò)配修復(fù)的模型配修復(fù)的模型MutSMutLMutSMutHMutS識(shí)別錯(cuò)配位點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)配位點(diǎn),并易位到并易位到GATC位點(diǎn)。位點(diǎn)。MutH在在GATC位點(diǎn)剪位點(diǎn)剪切非甲基化鏈，內(nèi)切切非甲基化鏈，內(nèi)切酶從酶從GA

26、TC到錯(cuò)配位到錯(cuò)配位點(diǎn)降解點(diǎn)降解DNA。3.3 錯(cuò)配修復(fù)的意義錯(cuò)配修復(fù)的意義 修復(fù)修復(fù)DNA復(fù)制過程中逃避了復(fù)制過程中逃避了DNA聚合酶校正作用的子鏈聚合酶校正作用的子鏈上的錯(cuò)配堿基。在子鏈合成后幾分鐘之內(nèi)，上的錯(cuò)配堿基。在子鏈合成后幾分鐘之內(nèi)，GATC尚未尚未甲基化，故能被甲基化，故能被MutH蛋白識(shí)別，結(jié)合并制造切口。蛋白識(shí)別，結(jié)合并制造切口。人類遺傳性非多發(fā)性結(jié)直腸癌的病因是錯(cuò)配修復(fù)的基因缺人類遺傳性非多發(fā)性結(jié)直腸癌的病因是錯(cuò)配修復(fù)的基因缺陷。陷。 mMLH1 突變譜突變譜 外顯子外顯子 基因突變基因突變 蛋白產(chǎn)物預(yù)測(cè)蛋白產(chǎn)物預(yù)測(cè) 16 165bp缺失缺失 外顯子缺失外顯子缺失16閱讀框

27、內(nèi)閱讀框內(nèi) 19 46bp缺失缺失 移碼，氨基酸交換移碼，氨基酸交換 19 46bp插入插入 羧基末端延伸羧基末端延伸 12 371bp缺失缺失 移碼，不完好蛋白質(zhì)移碼，不完好蛋白質(zhì)4 重組修復(fù)重組修復(fù)(recombinational repair)復(fù)制后修復(fù)復(fù)制后修復(fù)指由基因的同源重組介導(dǎo)的修復(fù)過程。指由基因的同源重組介導(dǎo)的修復(fù)過程。在某些情況下沒有互補(bǔ)鏈可以直接利用，例如在在某些情況下沒有互補(bǔ)鏈可以直接利用，例如在DNA復(fù)制時(shí)兩條鏈曾經(jīng)分開后發(fā)生復(fù)制時(shí)兩條鏈曾經(jīng)分開后發(fā)生DNA損傷，采損傷，采用重組修復(fù)。用重組修復(fù)。 作用：作用： 1修復(fù)修復(fù)DNA復(fù)制時(shí)子鏈的缺口。復(fù)制時(shí)子鏈的缺口。 2修

28、復(fù)雙鏈斷裂，單鏈缺口。修復(fù)雙鏈斷裂，單鏈缺口。 3修復(fù)雙鏈交聯(lián)。修復(fù)雙鏈交聯(lián)。修復(fù)步聚：修復(fù)步聚：受損傷的受損傷的DNA鏈復(fù)制時(shí)，產(chǎn)生的子代鏈復(fù)制時(shí)，產(chǎn)生的子代DNA在損傷的對(duì)應(yīng)在損傷的對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。部位出現(xiàn)缺口。 另一條母鏈另一條母鏈DNA與有缺口的子鏈與有缺口的子鏈DNA進(jìn)展重組交換，將進(jìn)展重組交換，將母鏈母鏈DNA上相應(yīng)的片段填補(bǔ)子鏈缺口處，而母鏈上相應(yīng)的片段填補(bǔ)子鏈缺口處，而母鏈DNA出出現(xiàn)缺口。現(xiàn)缺口。以另一條子鏈以另一條子鏈DNA為模板，經(jīng)為模板，經(jīng)DNA聚合酶催化合成一新聚合酶催化合成一新DNA片段填補(bǔ)母鏈片段填補(bǔ)母鏈DNA的缺口，最后由的缺口，最后由DNA銜接酶銜接，銜接酶

29、銜接，完成修補(bǔ)。完成修補(bǔ)。 DNA重組修復(fù)方式重組修復(fù)方式v重組修復(fù)不能完全去除損傷，損傷的重組修復(fù)不能完全去除損傷，損傷的DNA段落依然保管在段落依然保管在親代親代DNA鏈上；鏈上；v只是重組修復(fù)后合成的只是重組修復(fù)后合成的DNA分子是不帶有損傷的，但經(jīng)多分子是不帶有損傷的，但經(jīng)多次復(fù)制后，損傷就被次復(fù)制后，損傷就被“沖淡了，在子代細(xì)胞中只需一個(gè)細(xì)沖淡了，在子代細(xì)胞中只需一個(gè)細(xì)胞是帶有損傷胞是帶有損傷DNA的。的。5 SOS修復(fù)修復(fù)SOS修復(fù)是指修復(fù)是指DNA遭到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急形狀時(shí)所誘導(dǎo)遭到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急形狀時(shí)所誘導(dǎo)的一種的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基

30、因組的完好性，提高細(xì)胞的生成率，但修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完好性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯(cuò)誤較多，故又稱為錯(cuò)誤傾向修復(fù)留下的錯(cuò)誤較多，故又稱為錯(cuò)誤傾向修復(fù)(error prone repair)，細(xì)胞有較高的突變率。，細(xì)胞有較高的突變率。1SOS反響能誘導(dǎo)多種蛋白質(zhì)的合成反響能誘導(dǎo)多種蛋白質(zhì)的合成 RecA蛋白：嚴(yán)重的蛋白：嚴(yán)重的DNA損傷產(chǎn)生大量單鏈缺口，激活損傷產(chǎn)生大量單鏈缺口，激活RecA蛋蛋白的水解酶活性，促進(jìn)白的水解酶活性，促進(jìn)LexA阻遏蛋白的裂解和阻遏蛋白的裂解和SOS反響的誘反響的誘導(dǎo)。導(dǎo)。 LexA阻遏蛋白：調(diào)理一切阻遏蛋白：調(diào)理一切SOS基因的轉(zhuǎn)錄?；虻霓D(zhuǎn)錄。 DN

31、A聚合酶聚合酶：受：受SOS反響的誘導(dǎo)。能進(jìn)展跨損傷復(fù)制。反響的誘導(dǎo)。能進(jìn)展跨損傷復(fù)制。2SOS修復(fù)是易錯(cuò)修復(fù)，導(dǎo)致突變添加。修復(fù)是易錯(cuò)修復(fù)，導(dǎo)致突變添加。 K SOS SOS反響的起始：反響的起始：K是經(jīng)過是經(jīng)過RecARecA的活化而引起。的活化而引起。K誘導(dǎo)信號(hào)誘導(dǎo)信號(hào): : 能夠由能夠由DNADNA釋放出的小分子組成的，或者是釋放出的小分子組成的，或者是DNADNA本身某些構(gòu)造變化。本身某些構(gòu)造變化。KRreARreA的激活導(dǎo)致的激活導(dǎo)致LexALexA的基因產(chǎn)物的剪切。的基因產(chǎn)物的剪切。KLexALexA是一種小分子蛋白是一種小分子蛋白22KDa22KDa，具有蛋白酶活性，是，具有蛋

32、白酶活性，是很多支配子的阻遏物。很多支配子的阻遏物。KLexALexA被被RecARecA激活后又可導(dǎo)致激活后又可導(dǎo)致LexALexA自我催化它本身的裂解，自我催化它本身的裂解，這樣這樣LexALexA的阻遏功能失去了活性，并且同時(shí)誘導(dǎo)了它所結(jié)的阻遏功能失去了活性，并且同時(shí)誘導(dǎo)了它所結(jié)合的支配子。合的支配子。 和和SOSSOS反響有關(guān)的基因，包括反響有關(guān)的基因，包括RecARecA，lexA,UvrA,UvrB,umuClexA,UvrA,UvrB,umuC和和himAhimA。RecARecA也觸發(fā)細(xì)胞中其它靶物質(zhì)的剪切，包括各種原噬菌體的阻遏蛋白。也觸發(fā)細(xì)胞中其它靶物質(zhì)的剪切，包括各種原噬

33、菌體的阻遏蛋白。 DNA損傷損傷誘導(dǎo)信號(hào)誘導(dǎo)信號(hào)recA蛋白酶激活蛋白酶激活lexA阻遏物切斷阻遏物切斷 阻遏物蓄積阻遏物蓄積蛋白酶蛋白酶程度下降程度下降信號(hào)程度信號(hào)程度下降下降DNA修復(fù)修復(fù)lexA基因基因 recA基因基因 mRNA 支配子支配子 可誘導(dǎo)基因可誘導(dǎo)基因lexA阻遏物阻遏物 作用于作用于lexA阻遏物所控制的其他基因阻遏物所控制的其他基因lexA基因基因 recA基因基因 誘導(dǎo)基因誘導(dǎo)基因lexA阻遏物阻遏物 recA蛋白蛋白嘧啶二聚體嘧啶二聚體活化的活化的recA蛋白蛋白 切斷的切斷的lexA阻遏物阻遏物非誘導(dǎo)形狀非誘導(dǎo)形狀誘導(dǎo)形狀誘導(dǎo)形狀SOS修復(fù)中修復(fù)中 lexA-re

34、cA調(diào)理子調(diào)理子的作用機(jī)理的作用機(jī)理修復(fù)過程：修復(fù)過程：當(dāng)當(dāng)DNA兩條鏈的損傷臨近時(shí)，損傷不能被切除修復(fù)或重組修兩條鏈的損傷臨近時(shí)，損傷不能被切除修復(fù)或重組修復(fù)，這時(shí)在核酸內(nèi)切酶、外切酶的作用下呵斥損傷處的復(fù)，這時(shí)在核酸內(nèi)切酶、外切酶的作用下呵斥損傷處的DNA鏈空缺，鏈空缺，再由損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的一整套的特殊再由損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的一整套的特殊DNA聚合酶和聚合酶和SOS修復(fù)酶修復(fù)酶類，催化空缺部位類，催化空缺部位DNA的合成，的合成，補(bǔ)上去的核苷酸幾乎是隨機(jī)的，但依然堅(jiān)持了補(bǔ)上去的核苷酸幾乎是隨機(jī)的，但依然堅(jiān)持了DNA雙鏈的完雙鏈的完好性，使細(xì)胞得以生存。好性，使細(xì)胞得以生存。圖圖 SOS修復(fù)修復(fù) 6

35、 限制修飾系統(tǒng)限制修飾系統(tǒng)(restriction and modificaion)本世紀(jì)本世紀(jì)5050年代初，以年代初，以ArberArber等人對(duì)等人對(duì)噬菌體在大腸桿菌不同菌噬菌體在大腸桿菌不同菌株上的平板培育效應(yīng)的研討為根底，發(fā)現(xiàn)了原核生物體內(nèi)存在株上的平板培育效應(yīng)的研討為根底，發(fā)現(xiàn)了原核生物體內(nèi)存在著寄生控制的限制著寄生控制的限制(restriction)(restriction)和修飾和修飾(modification)(modification)系統(tǒng)。系統(tǒng)。結(jié)論：結(jié)論： 菌體限制修飾系統(tǒng)中的限制性內(nèi)切酶能將外來菌體限制修飾系統(tǒng)中的限制性內(nèi)切酶能將外來DNA切切斷斷, 菌體本身的菌體本

36、身的DNA可受甲基化酶的維護(hù)?？墒芗谆傅木S護(hù)。 兩者稱為限制兩者稱為限制-修飾作用修飾作用 * E.coli K菌株和菌株和 B菌株各有本人的限制修飾系統(tǒng)菌株各有本人的限制修飾系統(tǒng), * E.coli C菌株沒有菌株沒有;細(xì)菌借助于限制細(xì)菌借助于限制-修飾系統(tǒng)來區(qū)別本人修飾系統(tǒng)來區(qū)別本人DNA和外源和外源DNA。 本人本人DNA: 限制方式一樣的限制方式一樣的DNA 同株系的不同個(gè)體同株系的不同個(gè)體DNA、寄生于其中的質(zhì)粒和噬菌體。、寄生于其中的質(zhì)粒和噬菌體。 居民居民DNA(resident DNA)：同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的不同類型的：同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的不同類型的DNA， 包括細(xì)胞包括細(xì)胞DNA，質(zhì)

37、粒，質(zhì)粒DNA，噬菌體，噬菌體DNA等。等。核酸內(nèi)切限制酶的類型及其主要特性核酸內(nèi)切限制酶的類型及其主要特性特性特性I型型II型型III型型限制和修飾活性限制和修飾活性單一多功能的酶單一多功能的酶分開的核酸內(nèi)切分開的核酸內(nèi)切酶和甲基化酶酶和甲基化酶 具有一種共同亞基的具有一種共同亞基的雙功能的酶雙功能的酶核酸內(nèi)切限制酶核酸內(nèi)切限制酶的蛋白質(zhì)構(gòu)造的蛋白質(zhì)構(gòu)造3種不同的亞基種不同的亞基單一的成份單一的成份 2種不同的亞基種不同的亞基 切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)在距寄主特異性位點(diǎn)在距寄主特異性位點(diǎn)至少至少700bp700bp的地方能夠的地方能夠隨機(jī)地切割隨機(jī)地切割位于寄主特異性位于寄主特異性位點(diǎn)或其附近位點(diǎn)或

38、其附近距寄主特異性位點(diǎn)距寄主特異性位點(diǎn)3 3，端端2426bp2426bp處處甲基化作用的位甲基化作用的位點(diǎn)點(diǎn)寄主特異性的位點(diǎn)寄主特異性的位點(diǎn)寄主特異性的位寄主特異性的位點(diǎn)點(diǎn)寄主特異性的位點(diǎn)寄主特異性的位點(diǎn)識(shí)別未甲基化的識(shí)別未甲基化的序列進(jìn)展核酸內(nèi)序列進(jìn)展核酸內(nèi)切酶切割切酶切割 能能 能能能能序列特異的切割序列特異的切割不是不是是是是是DNA克隆中的用克隆中的用途途無用無用非常有用非常有用用途不大用途不大I類限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)類限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)v1 I類限制性內(nèi)切酶是異源多聚體，包含三個(gè)亞基R、M和S，其功能分別為限制性內(nèi)切酶、甲基化酶和DNA特異位點(diǎn)識(shí)別。v2 I類限制性內(nèi)切酶與DNA結(jié)合

39、依賴M亞基與輔助因子S-腺苷甲硫氨酸SAM的相互作用。v3 I類限制性內(nèi)切酶與DNA分子結(jié)合后，根據(jù)該位點(diǎn)的甲基化形狀發(fā)揚(yáng)相應(yīng)的酶活性，或修飾或切割。切割位點(diǎn)與識(shí)別位點(diǎn)相隔1-5kb。v4 I類限制性內(nèi)切酶的種類較少，研討的較多的有大腸桿菌的EcoK和EcoB。 I類限制性內(nèi)切酶作用機(jī)制類限制性內(nèi)切酶作用機(jī)制II類限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)類限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)v II類限制性內(nèi)切酶由H.O.Smith等1970年首先在流感嗜血桿菌Rd型菌株中發(fā)現(xiàn)。目前已有400多種II類限制性內(nèi)切酶被分別，它是分子量較小的單體蛋白，識(shí)別和切割雙鏈DNA分子時(shí)僅需求Mg2+, 識(shí)別和切割位點(diǎn)的序列有嚴(yán)厲的特異性。II類限制

40、性內(nèi)切酶作用機(jī)制類限制性內(nèi)切酶作用機(jī)制III類限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)類限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)v III類限制性內(nèi)切酶由R亞基和MS亞基組成，其中MS亞基具有位點(diǎn)識(shí)別和甲基化修飾雙重活性。v 該類酶與DNA識(shí)別位點(diǎn)的結(jié)合嚴(yán)厲依賴ATP。修飾作用和切割作用取決于兩個(gè)亞基之間的競(jìng)爭(zhēng)。修飾作用在識(shí)別位點(diǎn)內(nèi)進(jìn)展。切割序列位于識(shí)別位點(diǎn)一側(cè)假設(shè)干堿基對(duì)處，無序列特異性。v目前對(duì)真核細(xì)胞的目前對(duì)真核細(xì)胞的DNA修復(fù)的反響類型、參與修復(fù)的酶類和修復(fù)的反響類型、參與修復(fù)的酶類和修復(fù)機(jī)制了解還不多；修復(fù)機(jī)制了解還不多；vDNA損傷修復(fù)與突變、壽命、衰老、腫瘤發(fā)生、輻射效應(yīng)、損傷修復(fù)與突變、壽命、衰老、腫瘤發(fā)生、輻射效應(yīng)、某

41、些毒物的作用都有親密的關(guān)系。某些毒物的作用都有親密的關(guān)系。v例如著色性干皮病例如著色性干皮病(xeroderma pigmentosum)是第一個(gè)發(fā)是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)的DNA修復(fù)缺陷性遺傳病。修復(fù)缺陷性遺傳病。第三節(jié)第三節(jié) 基因突變基因突變DNA損傷的后果突變損傷的后果突變 上述損傷會(huì)最終導(dǎo)致上述損傷會(huì)最終導(dǎo)致DNA分子構(gòu)造的變化，分子構(gòu)造的變化，這種這種DNA分子程度上的突變分子程度上的突變(mutation) ，是整體遺傳突變的根底。是整體遺傳突變的根底。突變突變mutation:是遺傳物質(zhì)中任何可檢測(cè)是遺傳物質(zhì)中任何可檢測(cè)的能遺傳的改動(dòng)，但不包括遺傳重組。的能遺傳的改動(dòng)，但不包括遺傳重組。

42、1 突變類型突變類型 體細(xì)胞突變體細(xì)胞突變somatic mutation:對(duì)于一個(gè)多細(xì)胞生對(duì)于一個(gè)多細(xì)胞生物來說，假設(shè)突變僅發(fā)生在體細(xì)胞中，那么這種物來說，假設(shè)突變僅發(fā)生在體細(xì)胞中，那么這種突變是不會(huì)傳送給后代的。突變是不會(huì)傳送給后代的。但假設(shè)突變發(fā)生在的生殖細(xì)胞中，那么這種突變就但假設(shè)突變發(fā)生在的生殖細(xì)胞中，那么這種突變就能經(jīng)過配子傳送給下一代，在后代個(gè)體的體細(xì)胞能經(jīng)過配子傳送給下一代，在后代個(gè)體的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中產(chǎn)生同樣的突變，這種突變就叫做和生殖細(xì)胞中產(chǎn)生同樣的突變，這種突變就叫做種系突變種系突變germ-lime mutations。突變可以發(fā)生在染色程度或者基因程度。染色體構(gòu)突變

43、可以發(fā)生在染色程度或者基因程度。染色體構(gòu)造和數(shù)目的改動(dòng)叫做染色體畸變?cè)旌蛿?shù)目的改動(dòng)叫做染色體畸變chromosomal aberration，也稱為染色體突變，也稱為染色體突變chromosome mutation。當(dāng)染色體畸變涉及到基因組中染色體套數(shù)的改動(dòng)稱當(dāng)染色體畸變涉及到基因組中染色體套數(shù)的改動(dòng)稱為基因組突變?yōu)榛蚪M突變genome mutation，即整倍數(shù)改，即整倍數(shù)改動(dòng)。動(dòng)。發(fā)生在基因程度的突變稱為基因突變發(fā)生在基因程度的突變稱為基因突變gene mutation。誘變劑處置所誘發(fā)的突變稱為誘發(fā)突變誘變劑處置所誘發(fā)的突變稱為誘發(fā)突變induced mutation，自然發(fā)生的突變是

44、自發(fā)突變，自然發(fā)生的突變是自發(fā)突變spontaneous mutatiow。2 基因突變的類型基因突變的類型2.1 從堿基變化分：從堿基變化分：1點(diǎn)突變點(diǎn)突變(point mutation)指指DNA上單一堿基的變異。上單一堿基的變異。轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(transition)：嘌呤替代嘌呤：嘌呤替代嘌呤(A與與G之間的替代之間的替代)、嘧啶替、嘧啶替代嘧啶代嘧啶(C與與T之間的替代之間的替代)；顛換顛換(transvertion)：嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤。：嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤。 A G T C 轉(zhuǎn) 換 顛 換 圖 2 1 -1 轉(zhuǎn) 換 與 顛 換 2 缺失缺失(deletion)指指DNA鏈上一個(gè)

45、或一段核苷酸的消逝。鏈上一個(gè)或一段核苷酸的消逝。3 插入插入(insertion)指一個(gè)或一段核苷酸插入到指一個(gè)或一段核苷酸插入到DNA鏈中。鏈中。4 倒位或轉(zhuǎn)位倒位或轉(zhuǎn)位(transposition)指指DNA鏈重組使其中一段核苷酸鏈方向倒置、或從一處遷移到鏈重組使其中一段核苷酸鏈方向倒置、或從一處遷移到另一處。另一處。5 雙鏈斷裂雙鏈斷裂已如前述，對(duì)單倍體細(xì)胞一個(gè)雙鏈斷裂就是致死性事件。已如前述，對(duì)單倍體細(xì)胞一個(gè)雙鏈斷裂就是致死性事件。2.2 從突變效應(yīng)分：從突變效應(yīng)分： 1移碼突變移碼突變(frame shift mutaion)：在為蛋白質(zhì)編碼的序：在為蛋白質(zhì)編碼的序列中如缺失及插入的

46、核苷酸數(shù)不是列中如缺失及插入的核苷酸數(shù)不是3的整倍數(shù)，那么發(fā)生的整倍數(shù)，那么發(fā)生讀框挪動(dòng)讀框挪動(dòng)(reading frame shift)，使其后所譯讀的氨基酸，使其后所譯讀的氨基酸序列全部混亂。序列全部混亂。移碼突變大多數(shù)常產(chǎn)生無活性產(chǎn)物，移碼突變大多數(shù)常產(chǎn)生無活性產(chǎn)物，有些移碼突變會(huì)在基因內(nèi)部構(gòu)成終止密碼子，從而使所生有些移碼突變會(huì)在基因內(nèi)部構(gòu)成終止密碼子，從而使所生成的多肽鏈長(zhǎng)度變短成的多肽鏈長(zhǎng)度變短 。S 2錯(cuò)義突變錯(cuò)義突變missense mutation是指是指DNA改動(dòng)后改動(dòng)后mRNA中相應(yīng)密碼子發(fā)生改動(dòng)，編碼另一種氨基酸，中相應(yīng)密碼子發(fā)生改動(dòng)，編碼另一種氨基酸，使蛋白質(zhì)中的氨基

47、酸發(fā)生取代，能夠減弱此蛋白的功使蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生取代，能夠減弱此蛋白的功能，以致影響到突變體的表型。能，以致影響到突變體的表型。S 3無義突變無義突變nonsense mutation是由是由DNA的堿基的堿基突變使突變使mRNA中產(chǎn)生了無義密碼子，翻譯時(shí)在相應(yīng)的中產(chǎn)生了無義密碼子，翻譯時(shí)在相應(yīng)的位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致提早終止平截或截短，產(chǎn)生一條不完好位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致提早終止平截或截短，產(chǎn)生一條不完好的多肽鏈，通常是沒有功能的。的多肽鏈，通常是沒有功能的。v校正突變：移碼突變有時(shí)可由同一基因內(nèi)的另一堿基的缺失校正突變：移碼突變有時(shí)可由同一基因內(nèi)的另一堿基的缺失或插入所抵消，但要求第二個(gè)移碼突變發(fā)生在前一突變

48、位點(diǎn)或插入所抵消，但要求第二個(gè)移碼突變發(fā)生在前一突變位點(diǎn)的下游。這樣的第二個(gè)移碼突變稱為校正突變的下游。這樣的第二個(gè)移碼突變稱為校正突變(suppressor mutation)。t 4中性突變中性突變neutral mutation是在基因中有一對(duì)堿基對(duì)發(fā)生交換，引是在基因中有一對(duì)堿基對(duì)發(fā)生交換，引起的起的mRNA中密碼子的改動(dòng)，但多肽鏈中相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生的氨基酸的取代并中密碼子的改動(dòng)，但多肽鏈中相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生的氨基酸的取代并不影響蛋白質(zhì)的功能。不影響蛋白質(zhì)的功能。t 5沉默突變沉默突變silent mutation或者同義突變：是中性突變中的一種特殊或者同義突變：是中性突變中的一種特殊情況。即在

49、基因中堿基對(duì)發(fā)生交換，改動(dòng)了情況。即在基因中堿基對(duì)發(fā)生交換，改動(dòng)了mRNA的密碼子，結(jié)果蛋白質(zhì)的密碼子，結(jié)果蛋白質(zhì)中相應(yīng)位點(diǎn)是發(fā)生了一樣氨基酸的取代，由于氨基酸的序列末發(fā)生變化，中相應(yīng)位點(diǎn)是發(fā)生了一樣氨基酸的取代，由于氨基酸的序列末發(fā)生變化，所以蛋白質(zhì)仍具有野生型的功能。所以蛋白質(zhì)仍具有野生型的功能。t 6回復(fù)突變回復(fù)突變r(jià)everse mutation分成兩類：分成兩類：t 正向突變正向突變forward mutation：其突變方向是從野生型向突變型；：其突變方向是從野生型向突變型；t 回復(fù)突變回復(fù)突變: 其突變方向是從突變型向野生型；回復(fù)突變可使突基因產(chǎn)生的其突變方向是從突變型向野生型；

50、回復(fù)突變可使突基因產(chǎn)生的無功能或有部分功能的多肽恢復(fù)部分功能或完全功能。無功能或有部分功能的多肽恢復(fù)部分功能或完全功能。t 突變的作用還可以經(jīng)過其它位點(diǎn)的突變而得到減少或校正，這便是前面已突變的作用還可以經(jīng)過其它位點(diǎn)的突變而得到減少或校正，這便是前面已討論過的抑制突變討論過的抑制突變suppressor mutation或者校正突變。或者校正突變。3 基因突變的后果基因突變的后果無影響無影響 改動(dòng)基因型改動(dòng)基因型(genotype)而不改動(dòng)表現(xiàn)型而不改動(dòng)表現(xiàn)型(phenotype)；產(chǎn)生遺傳多態(tài)性產(chǎn)生遺傳多態(tài)性DNA多態(tài)性，蛋白質(zhì)多態(tài)性。多態(tài)性，蛋白質(zhì)多態(tài)性。喪失某些功能；生物體構(gòu)造和功能的異常引起疾病。喪失某些功能；生物體構(gòu)造和功能的異常引起疾病。腫瘤腫瘤 癌癥發(fā)生癌癥發(fā)生生殖細(xì)胞基因突變傳送至后代，導(dǎo)致遺傳性疾病的發(fā)生。生殖細(xì)胞基因突變傳送至后代，導(dǎo)致遺傳性疾病的發(fā)生。致死性；致死性；進(jìn)化進(jìn)化 生物體獲得新的性狀，順應(yīng)環(huán)境的才干加強(qiáng)。發(fā)生了生物