基因突變醫(yī)學(xué)知識培訓(xùn)課件

基因突變醫(yī)學(xué)知識

基因突變是物種進化的主要源泉，世界上許許多多的生物類型均是無數(shù)次基因突變形成的。

如花卉，五彩繽紛，千姿百態(tài)，可見大自然的神奇和奧妙。僅牡丹花卉就是數(shù)不清的變異類型，菊花也是這樣。

再如小麥、水稻的矮桿，棉花的短果枝，玉米籽粒的甜和糯等都是基因突變形成的。人類的很多性狀也是基因突變形成的。如血型、波發(fā)、眼睛的顏色、發(fā)色等。在動物方面也很多，如達爾文描述的安康羊、禽類羽毛的顏色等。在植物育種中的芽變育種也是利用的基因突變。2基因突變醫(yī)學(xué)知識芽變育種（budsportbreeding）：利用花芽頂端的突變，通過嫁接、扦插、壓條或組織培養(yǎng)等方法加以繁殖培育新品種的育種方法。

系統(tǒng)育種也主要是利用自然突變。遺傳學(xué)把表現(xiàn)為突變性狀的個體稱為突變體（mutant）。在自然狀態(tài)下的突變?yōu)樽匀煌蛔儯╯pontaneousmutation）。不同的基因，自然突變率可以相差500倍（見P250表10—1）。

表10-1：玉米子粒7個基因的自然突變率

3基因突變醫(yī)學(xué)知識二、性細胞突變和體細胞突變在生命周期中，基因突變可以發(fā)生在任何時期任何部位，發(fā)生在性細胞中為性細胞突變，發(fā)生在體細胞中為體細胞突變。（一）性細胞突變（germinalmutation）：在配子形成時或形成后發(fā)生的突變?？梢酝ㄟ^受精結(jié)合直接傳給后代。（二）體細胞突變（somaticmutation）：突變發(fā)生在體細胞的一個細胞中，由這個細胞再分裂形成一群細胞，這一群細胞都是突變細胞，這叫做一個克?。╟lone）。4基因突變醫(yī)學(xué)知識體細胞突變遺傳給后代有兩個途徑：1．無性繁殖：體細胞突變發(fā)生以后，經(jīng)過細胞分裂繁殖可形成一個“突變體區(qū)”（mutantsector），這是由發(fā)生表型變化的突變細胞形成的一個斑塊，成為嵌合體（chimaera）。在個體發(fā)育過程中，體細胞突變發(fā)生的愈早，突變體區(qū)就會愈大，對表型的影響也就愈大。如發(fā)生在一個不再分裂的細胞中，就有可能被忽略，體細胞突變一般是不能傳給后代的，但可以通過細胞培養(yǎng)，培育成突變體，如果在突變體區(qū)形成枝條，還可以通過嫁接、扦插等方法繁殖后代。2．有性繁殖：如果在突變體區(qū)形成新的枝條，這種枝條也可以形成突變的性細胞，即可通過受精結(jié)合傳給后代。

5基因突變醫(yī)學(xué)知識三、突變的類型（一）形態(tài)突變（morphologicalmutations）：突變主要影響生物體的外在可見的形態(tài)結(jié)構(gòu)，如形狀、大小、色澤等的改變，故又稱為可見突變（visiblemutation）。6基因突變醫(yī)學(xué)知識（二）生化突變（biochemicalmutations）：突變影響生物的代謝過程，導(dǎo)致一個特定的生化功能改變或喪失。如細菌的各種營養(yǎng)缺陷型等都屬于生化突變。7基因突變醫(yī)學(xué)知識（三）致死突變（lethalmutations）：影響生物體生命力，導(dǎo)致突變體死亡的突變，致死突變可分為顯性致死和隱性致死兩類，顯性致死在雜合狀態(tài)下也有致死作用，隱性致死必須在純合狀態(tài)下才有致死作用。一般以隱性致死較為常見。但致死突變不一定都伴有可見的表型效應(yīng)，因為致死突變的致死作用可以發(fā)生在不同的發(fā)育階段，如在配子期、合子期或胚胎期致死就見不到成體的表型效應(yīng)。8基因突變醫(yī)學(xué)知識（四）條件致死突變（conditionallethalmutation）：在某些條件下能成活，而在某些條件下是致死的。如T4—phage的溫度敏感突變型在25℃時能在E.Coli宿主細胞中正常生長，形成噬菌斑，但在4℃時就不能生長，是致死的。9基因突變醫(yī)學(xué)知識§2．基因突變的一般特征

一、基因突變的重演性和可逆性1．重演性：在同一個種內(nèi)發(fā)生的相同突變。重演性是指發(fā)生在同一種內(nèi)，不同個體、不同時間、不同地區(qū)的突變。如達爾文描述的安康羊，后來絕種了。50年后在挪威的一個農(nóng)家羊群中也發(fā)現(xiàn)這種突變。10基因突變醫(yī)學(xué)知識2．可逆性：如Aa一般情況正突變率大于反突變率。

正突變反突變11基因突變醫(yī)學(xué)知識二、基因突變的多方向性如我們在前面講的復(fù)等位基因（mullipleallele），就是基因突變的多方向性造成的。在一個基因位點，也可以發(fā)生多種突變，成為多種突變型。復(fù)等位基因：

指位于同一基因位點上各個等位基因的總體。

復(fù)等位基因并不存在于同一個體中(同源多倍體除外)，而是存在于同一生物群內(nèi)。

復(fù)等位基因的出現(xiàn)增加生物多樣性提高生物的適應(yīng)性提供育種工作更豐富的資源使人們在分子水平上進一步了解基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)。12基因突變醫(yī)學(xué)知識復(fù)等位基因廣泛存在于生物界，很多性狀都由復(fù)等位基因決定，如煙草有15自交不孕的復(fù)等位基因S1、S2、……S15。S1S1×S1S1→不能成功，不能形成后代。S1S2×S1S2→不能形成后代。S1S2×S2S3→S1S3、S2S3S1S2×S3S4→S1S3、S2S3、S1S4、S2S4每個自交不親和的基因，其柱頭上都能產(chǎn)生一種具有拮抗作用的物質(zhì)，阻礙具有相同基因型的花粉參與受精。

13基因突變醫(yī)學(xué)知識人類血型有3個復(fù)等位基因：A、B、O，組成四種血型：A、B、AB、O；其中A對O、B對O都是顯性，A對B為共顯性。①IAIA×ii→IAiA型血②IBIB×ii→IBiB型血③IAIA×IBIB→IAIBAB型血④IAi×IBi→IAIB、IAi、IBi、ii四種。14基因突變醫(yī)學(xué)知識三、基因突變的有害性

1.大多數(shù)基因突變是有害的，有時是致死的：一個生物物種的基因型和外界環(huán)境條件都形成了一個協(xié)調(diào)而穩(wěn)定的體系，一旦發(fā)生突變，這種基因型原有的平衡就會被打破，造成有害性，甚至是致死的。如白化突變就是致死突變，人類中也有很多是致死突變，如魚鱗癬、白血病等都是致死突變。2.有些是有利的：如抗病突變，矮桿突變等都是有利的。3.有些是無所謂的中性突變：如粒色、小麥有芒與無芒，植物的花色等都是無所謂，對生命都構(gòu)不成影響。4.有些是矛盾性的：如落粒性對本身有利，對人類不利，植物雄性不育對人類有利，但對生物體本身又不利15基因突變醫(yī)學(xué)知識怎樣對待這些突變呢？用選擇來解決這些問題

自然淘汰有害突變選擇

保留有利突變朝著更有利的方向突變隨機保留中性突變?nèi)斯みx擇矛盾性突變

16基因突變醫(yī)學(xué)知識如在小家鼠中有一個基因AY有兩種作用，控制毛色時為顯性，表現(xiàn)為黃色，但AY卻具有隱性致死效應(yīng)，AY基因不能純合，一旦純合就會出現(xiàn)隱性純合致死。這是一種自然選擇。黃色AYa×AYa黃色黃色AYa×aa ↓ ↓AYAYAYaaaAYaaa×黃黑 黃黑 2∶1 1∶117基因突變醫(yī)學(xué)知識四、平行性：親緣關(guān)系較近的種屬間發(fā)生的相似突變。親緣關(guān)系較近的物種，往往發(fā)生相似的突變，這種現(xiàn)象稱基因突變的平行性。根據(jù)這一學(xué)說，如果某一物種或?qū)賰?nèi)發(fā)生了某種突變，可以預(yù)料，在一些近緣種中或?qū)僦幸部梢园l(fā)生類似的突變。如禾本科植物，在水稻中發(fā)生了無融合生殖基因，可以預(yù)料在禾本科其它種和屬中也可以發(fā)生這樣的突變。

18基因突變醫(yī)學(xué)知識§3．基因突變與性狀表現(xiàn)一、顯性突變和隱性突變a→A為顯性突變A→a為隱性突變19基因突變醫(yī)學(xué)知識1．顯性突變的表現(xiàn)M1M2M3AA1不分離純合aaAaAa2分離不純aa1顯性突變當(dāng)代就能表現(xiàn)，但得到一個基因型純合的突變體要到M3。但顯性突變?nèi)绻l(fā)生在體細胞中，可以形成鑲嵌現(xiàn)象，成為嵌合體。鑲嵌現(xiàn)象：生物體部分組織或細胞表現(xiàn)和周圍組織和細胞不相同的現(xiàn)象。20基因突變醫(yī)學(xué)知識2．隱性突變的表現(xiàn)：

M1M2AA1AAAaAa2aa1純合隱性突變，M1不能表現(xiàn)，M2才能表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合體，所以隱性突變表現(xiàn)的晚，但鑒定的早。

21基因突變醫(yī)學(xué)知識二、大突變和微突變的表現(xiàn)控制質(zhì)量性狀的基因發(fā)生突變，性狀變異明顯為大突變，數(shù)量性狀是微效多基因控制的，其中一對基因發(fā)生了突變?yōu)槲⑼蛔?。大突變雖然變異明顯，但一般意義不大，微突變雖然變異不明顯，但可以積少成多，由量變到質(zhì)變產(chǎn)生飛躍。分析微突變須用統(tǒng)計分析的方法。22基因突變醫(yī)學(xué)知識§4．基因突變的鑒定一、顯隱性的鑒定：雜交以后，觀察F1。F1代表現(xiàn)為突變性狀，為顯性突變，反之為隱性突變。二、真實性突變：在條件相同的情況下進行比較，看是否和原性狀一致。23基因突變醫(yī)學(xué)知識三、突變的鑒定：突變體，植株性狀，以植株為單位，有分蘗的，以分蘗為單位，籽粒性狀以籽粒為單位。突變率的鑒定一般在M2代進行。原因①M2顯隱性都能表現(xiàn)；②誘變時，機械損傷消失。24基因突變醫(yī)學(xué)知識四、等位性鑒定

aa×aa突變a1a1×a2a2↓↓F1aaF1A1a1A2a2顯性互補↓

↓

F2aaF2A1_A2_互補為同一對基因突變A1_a2a2a1a1A2_突變a1a1a2a2

25基因突變醫(yī)學(xué)知識§5．生化突變40年代，人們以低等生物紅色面包霉為材料研究遺傳學(xué)，并提出了“一個基因一個酶”的學(xué)說，1941年，Beadle等人獲得諾貝爾獎。因而出現(xiàn)了生化遺傳學(xué)和微生物遺傳學(xué)?！耙粋€基因一個酶”的提出揭示了基因是通過酶的合成來控制新陳代謝，進而決定生物的性狀。通過誘導(dǎo)紅色面包霉的變異，可以揭示某種物質(zhì)在生物體內(nèi)的形成步驟。26基因突變醫(yī)學(xué)知識一、紅色面包霉的生化突變型野生型的紅色面包霉可以在基本培養(yǎng)基上生長，可利用基本培養(yǎng)基的物質(zhì)合成他們本身所需要的物質(zhì)，如經(jīng)誘導(dǎo)變異以后的，只有添加這種物質(zhì)以后才能生活，成為營養(yǎng)缺陷型，通過缺陷型營養(yǎng)物質(zhì)的添加，可以證明某種物質(zhì)的合成步驟。27基因突變醫(yī)學(xué)知識例：有三種精氨酸缺陷型，在基本培養(yǎng)基上都不能生活，但添加某些物質(zhì)以后可以生活。第一種：基本培養(yǎng)基＋精氨酸→能生長

加其它物質(zhì)均不能生長

第二種：①基本培養(yǎng)基＋精氨酸→能生長②基本培養(yǎng)基＋瓜氨酸→能生長

加其它物質(zhì)不能生長，說明瓜氨酸→精氨酸

第三種：①基本培養(yǎng)基＋精氨酸②基本培養(yǎng)基＋瓜氨酸能生長③基本培養(yǎng)基＋鳥氨酸

加其它物質(zhì)不能生長，說明鳥氨酸可以轉(zhuǎn)化為瓜氨酸，瓜氨酸再轉(zhuǎn)化為精氨酸。

28基因突變醫(yī)學(xué)知識從這三種突變型的情況來分析，精氨酸合成要經(jīng)過這么一個過程：③②①前趨物鳥氨酸瓜氨酸精氨酸其中一個基因發(fā)生突變即不能形成精氨酸，均為精氨酸缺陷型，但三個基因突變的結(jié)果不同。說明前趨物轉(zhuǎn)化為鳥氨酸以后，鳥氨酸又可以轉(zhuǎn)化為瓜氨酸，瓜氨酸再轉(zhuǎn)化為精氨酸，三個基因控制精氨酸合成的三步。。29基因突變醫(yī)學(xué)知識二、紅色面包霉生化突變的鑒定方法如紅色面包霉的變異，假如是發(fā)生了營養(yǎng)缺陷型，可以通過添加培養(yǎng)基鑒定突變。如經(jīng)X光誘變以后，首先，鑒定是否發(fā)生突變。

30基因突變醫(yī)學(xué)知識1．鑒定是否發(fā)生了突變：

不能生活（突變）基本培養(yǎng)基上能生活（沒有突變）子囊孢子接種在完全培養(yǎng)基上能生活起繁殖作用2．鑒定哪類突變：

如基本培養(yǎng)基＋各種氨基酸→不能生活基本培養(yǎng)基＋各種V.t→能生活

說明V.t突變型。31基因突變醫(yī)學(xué)知識3．鑒定是哪一種V.t突變：基本培養(yǎng)基分別添加一種V.t，配制成添加V.t的系列培養(yǎng)基，見教材P257圖。32基因突變醫(yī)學(xué)知識1.純合野生型2.X射線處理分生孢子3.與野生型雜交4.得子囊果5.子囊孢子6.子囊孢子接種在完全培養(yǎng)基中7.子囊孢子接種在基本培養(yǎng)基中

8.基本培養(yǎng)基另加維生素

9.基本培養(yǎng)基另加氨基酸

10.基本培養(yǎng)基

11.完全培養(yǎng)基

12.基本培養(yǎng)基另加硫胺素

13.基本培養(yǎng)基另加吡醇素

14.基本培養(yǎng)基另加泛酸

15.基本培養(yǎng)基另加肌醇33基因突變醫(yī)學(xué)知識§6．基因突變的誘發(fā)在自然狀態(tài)下，基因會以一定的頻率發(fā)生突變，這叫自發(fā)突變或自然突變。自發(fā)突變：在自然狀態(tài)下，以一定頻率發(fā)生的突變。1945年，美國朝日本的廣島、長崎投了兩顆原子彈，這兩個地方都造成了嚴重污染，地面上散發(fā)的很多放射性物質(zhì)，直到現(xiàn)在后患無窮。

34基因突變醫(yī)學(xué)知識

居里夫人一生兩次獲得了諾貝爾獎，她發(fā)現(xiàn)了放射性元素，但她的一生只活了62歲，死于惡性貧血，第一個成了她發(fā)現(xiàn)的放射性元素的犧牲品。如現(xiàn)在的環(huán)境污染對人類的生存已產(chǎn)生了重大影響，如畸形兒占各種兒童病疾的首位。35基因突變醫(yī)學(xué)知識廣東省翁源縣上壩村為癌癥高發(fā)村，2007年報導(dǎo)：全村死于癌癥367人，有些家庭死去幾個，有一個家庭死去兩個小孩，一個12歲，另一個17歲，村中慘狀目不忍睹。原因：大寶山開礦，大量使用硫酸，使硫酸和重金屬結(jié)合形成很毒的物質(zhì)，將這些水排入河中，直接殃及上壩村。

36基因突變醫(yī)學(xué)知識X光機能產(chǎn)生X射線，這種射線也是導(dǎo)致基因突變的重要因素，所以常照X光，也可導(dǎo)致基因突變。種子放在衛(wèi)星上接受更多宇宙射線，也可導(dǎo)致基因突變，培育新品種已經(jīng)成功。近代的醫(yī)學(xué)已經(jīng)證明亞硝酸是很強的致癌因素。37基因突變醫(yī)學(xué)知識為了提高基因突變的頻率，人們于1927年就開始誘導(dǎo)基因突變選育新品種，這種方法稱為誘變育種或稱為輻射育種。

誘變育種：采用物理或化學(xué)的方法誘導(dǎo)基因突變選育新品種的育種方法。一、物理因素：X射線、γ射線、β射線、α射線、快中子、激光、紫外線等。這些因素都是誘發(fā)基因突變的物理因素，根據(jù)能量的高低把這些因素分為兩種：電離因素和非電離因素。

38基因突變醫(yī)學(xué)知識1．電離因素：X射線、γ射線、β射線、α射線、快中子、激光等，這些誘變因素能量較高，能使DNA分子外圍電子脫落，形成離子，脫落的電子也可以附著在另一個DNA分子上，形成負離子，這樣就形成了離子對，這樣的離子對稱為初級電離。39基因突變醫(yī)學(xué)知識這樣的離子不穩(wěn)定，正離子還要尋找機會從其它DNA分子上獲得電子，使自己成為穩(wěn)定狀態(tài)，負離子也在向外釋放電子給其它分子，使自己達到穩(wěn)定狀態(tài)，而使另一個分子成為負離子，這樣又形成次級電離，次級電離可以發(fā)生多次，導(dǎo)致DNA分子紊亂，產(chǎn)生基因突變。40基因突變醫(yī)學(xué)知識電離輻射有兩種方法：即外照射和內(nèi)照射。外照射：將誘發(fā)的種子花芽等材料與放射性物質(zhì)保持一定的距離，照射一定的時間，誘發(fā)突變，這叫外照射。

41基因突變醫(yī)學(xué)知識內(nèi)照射：利用放射性同位素，在生物體內(nèi)發(fā)生原子衰變，放出射線，誘導(dǎo)基因突變。如P32、S35這兩種同位素原子衰變時放出β射線，將這兩種物質(zhì)中的一種溶到水中，將干種子在水中浸泡，使其吸收這種放射性同位素，在種子萌發(fā)的過程中產(chǎn)生基因突變，這種方法就稱為內(nèi)照射。。42基因突變醫(yī)學(xué)知識在照射的時候，照射水的可能性更大，使水形成H2O2和自由基HO、OHO，在和DNA分子接觸時，對DNA分子發(fā)生作用，導(dǎo)致DNA分子發(fā)生化學(xué)變化，形成基因突變。43基因突變醫(yī)學(xué)知識2．非電離輻射：誘變因素能量較小，如紫外線，不能使DNA分子離子化，但能使DNA分子外圍能量升高，從基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，造成DNA分子氫鍵斷裂，DNA分子離析退火以后，再重新形成氫鍵，這樣一斷一建會使DNA分子發(fā)生突變，在微生物育種中多采用這種方法。44基因突變醫(yī)學(xué)知識二、化學(xué)因素誘變亞硝酸、吖啶、芥子氣、堿基類似物、烷化劑等因素都是導(dǎo)致基因突變的化學(xué)因素。45基因突變醫(yī)學(xué)知識亞硝酸是近年來醫(yī)學(xué)上研究發(fā)現(xiàn)的一種很強的致癌因素。

吖啶可以附著在DNA分子上，使這一段DNA分子鏈不能復(fù)制，發(fā)生變化。

芥子氣是1941年發(fā)現(xiàn)的一種基因突變因素。堿基類似物主要是以假亂真，在DNA分子復(fù)制時發(fā)生錯誤。

烷化劑主要是發(fā)生烷化作用，將電子轉(zhuǎn)移到電子密度較高的其它分子中去，以置換分子中的H原子。46基因突變醫(yī)學(xué)知識§7．基因突變的分子基礎(chǔ)一、突變的分子機制要理解基因突變的機制，需要從DNA和蛋白質(zhì)的分子水平去分析。分子遺傳學(xué)的發(fā)展，使人們已經(jīng)能夠大片段測定DNA的分子序列，也可以用于檢測突變引起的DNA序列變化，可以幫助人們了解和認識突變基因的形成?；蛲蛔冇凶园l(fā)突變和誘發(fā)突變。這兩種突變的機理如下：

47基因突變醫(yī)學(xué)知識（一）自發(fā)突變機制：自發(fā)突變的機理主要是DNA在復(fù)制過程發(fā)生了錯誤。如A—C等，則引起堿基替換，從而引起DNA復(fù)制中的錯誤。DNA分子中的堿基可以有幾種互變異構(gòu)體，這些異構(gòu)體原子位置及原子之間的鍵有所不同。48基因突變醫(yī)學(xué)知識例如堿基中的氨基可以轉(zhuǎn)變成亞氨基，氨基態(tài)的腺嘌呤只和胸腺嘧啶配對

A—T但變成亞氨基以后，↓可以和胞嘧啶配A—C↓再復(fù)制一代時就發(fā)生了錯誤C—G這種互變異構(gòu)體有多種，可以在DNA復(fù)制中自發(fā)產(chǎn)生，這就是在DNA復(fù)制中的錯誤。49基因突變醫(yī)學(xué)知識在DNA復(fù)制中的錯誤有多種類型：

1．轉(zhuǎn)換：一種嘌呤被另一種嘌呤代替或一種嘧啶被另一種嘧啶代替。2．顛換：一個嘧啶被一個嘌呤代替或一個嘌呤被一個嘧啶代替。這兩種情況都是一個堿基被另一個堿基代替，造成了DNA分子的改變。3．移碼突變：在DNA復(fù)制過程中造成移碼突變的原因是增加或減少一個或若干個堿基，造成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變。4．突變熱點：DNA分子中重復(fù)次數(shù)較多的DNA序列，50基因突變醫(yī)學(xué)知識（二）誘發(fā)突變機制由各類誘變劑（如物理的、化學(xué)的）誘發(fā)的突變，都有其對應(yīng)的特異性，可引起特定的突變型，如G—C→A—T甲磺酸乙酯（EMS）紫外線（UV）偏好于G—C→A—T轉(zhuǎn)換黃曲霉素B1（AFB1）偏好于C—G→A—T顛換51基因突變醫(yī)學(xué)知識1．堿基類似物：如5-溴尿嘧啶（BU）和5-溴脫氧尿苷（BrdU）和胸腺嘧啶（T）非常相似，在DNA分子復(fù)制時，T會被BU代替與A配對，但BU有兩種異構(gòu)體還與C相似A—BU→BU—G→G—C52基因突變醫(yī)學(xué)知識2．特異性錯配：某些誘變劑，如烷化劑，這是一類具有一個或多個活性烷基的化合物?；钚酝榛懿环€(wěn)定，可以轉(zhuǎn)移到電子密度較高的位置上，并置換其中的氫原子成為一個很不穩(wěn)定的狀態(tài)，導(dǎo)致突變。如甲硫酸乙酯（EMS）、亞硝基胍（NG）、芥子氣等。53基因突變醫(yī)學(xué)知識二、堿基替代與對遺傳信息的影響DNA分子中一個堿基發(fā)生改變，就能改變一個遺傳密碼，遺傳密碼改變以后有三種情況：（一）同義突變：由于密碼子具有簡并作用，改變以后，氨基酸不變，和原來的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相同。如GAU→GAC都是天門冬氨酸54基因突變醫(yī)學(xué)知識（二）錯義突變：指堿基替代的結(jié)果改變了密碼子，也改變氨基酸的序列，有時嚴重影響蛋白質(zhì)的活性，甚至使活性完全喪失。從而影響其表型，有時是致死的，有些還有活性，使表型介于野生型與突變型之間，這種突變稱為滲漏突變（leakymutation）。55基因突變醫(yī)學(xué)知識（三）無義突變（終止突變）：有些堿基替換以后，密碼子成為終止子密碼，停止肽鏈的伸長，成為不完全肽鏈，這樣的產(chǎn)物一般沒有活性。56基因突變醫(yī)學(xué)知識三、基因突變的修復(fù)（一）DNA的防護機制1．簡并性：2．回復(fù)突變：DNA的分子結(jié)構(gòu)回復(fù)到原來狀態(tài)。3．抑制：tRNA基因的改變，使原來發(fā)生的突變回復(fù)到原有的狀態(tài)。57基因突變醫(yī)學(xué)知識§7轉(zhuǎn)座子

轉(zhuǎn)座遺傳因子又叫可移動因子，是指一段特定DNA序列。它是McClintock(1951)在玉米上首先發(fā)現(xiàn)是遺傳學(xué)發(fā)展史上重要的里程碑之一。

轉(zhuǎn)座遺傳因子可在染色體組內(nèi)移動，從一個位點切除，插入到一個新的位點引起基因的突變或染色體重組。

59基因突變醫(yī)學(xué)知識一、轉(zhuǎn)座因子的發(fā)現(xiàn)和鑒定：

Emerson(1914)在研究玉米果皮色素遺傳時，發(fā)現(xiàn)一種特殊的突變類型花斑果皮，產(chǎn)生寬窄不同，紅白相間的花斑。

花斑條紋的突變可以發(fā)生多次回復(fù)突變，它的產(chǎn)生在于突變基因的不穩(wěn)定性，原因不清。

60基因突變醫(yī)學(xué)知識Rhoades(1938)在研究玉米糊粉層色素遺傳時，首次報道一個基因的遺傳不穩(wěn)定性受到一個獨立基因的控制發(fā)現(xiàn)與籽粒糊粉層色素產(chǎn)生有關(guān)的基因，在另一個獨立基因dt處于隱性狀態(tài)時，就能產(chǎn)生頻率不等的回復(fù)突變，即由a1突變?yōu)锳1。

具有A1的糊粉層細胞，能產(chǎn)生色素，整個籽粒的糊粉層表現(xiàn)為在無色背景上分布著許多大小不等的有色斑點。

Rhoades把引起a1遺傳不穩(wěn)定的基因稱為斑點產(chǎn)生基因。61基因突變醫(yī)學(xué)知識20世紀40年代初McClintock研究玉米花斑糊粉層和植株色素產(chǎn)生的遺傳基礎(chǔ)時發(fā)現(xiàn)色素變化與一系列染色體重組有關(guān)。請看右圖。

染色體的斷裂或解離(dissociation)有一個特定位點(Ds)。但Ds并不能自行斷裂，受一個激活因子Ac(ac-tivator)所控制。

62基因突變醫(yī)學(xué)知識Ac可以像普通基因一樣進行傳遞，但有時表現(xiàn)很特殊，可以離開原座位轉(zhuǎn)移到同一個或不同染色體的另一座位。

Ds也能移動，不過只有在Ac存在時才能發(fā)生。

McClintock把“Ac--Ds”系統(tǒng)，稱之為控制因子或轉(zhuǎn)座因子

“控制因子”假說。

63基因突變醫(yī)學(xué)知識JacobP.A.和MonodL.（1961年）發(fā)表乳糖操縱子模型和控制基因理論，McClintock的“控制因子”假說才開始重新引起人們的注意。60年代未期，ShapiroJ.研究E.coli高效突變時發(fā)現(xiàn)，這是由于一種大片段DNA插入作用造成的，稱這種DNA片段為插入序列細菌中首次發(fā)現(xiàn)了移動基因。移動基因的概念也即被大家所公認。64基因突變醫(yī)學(xué)知識二、轉(zhuǎn)座因子的結(jié)構(gòu)特性:

㈠、原核生物的轉(zhuǎn)座因子：

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與遺傳特性可以分為三類。

1.插入因子（insertionsequence，IS）：具有轉(zhuǎn)座能力的簡單遺傳因子，長度一般小于2kb，最少的插入序列，如IS1僅768bp。IS因子只含有與轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因與序列。共同特征是在其末端都具有一段反向的重復(fù)序列（IR），其長度不一。例如IS10左邊IR序列是17bp、右邊是22bp，兩者相差5bp。65基因突變醫(yī)學(xué)知識2．轉(zhuǎn)座子（transposons）：

由幾個基因組成特定的DNA片段常帶抗菌素抗性基因，所以易于鑒定。

轉(zhuǎn)座子可以分為以下兩種系統(tǒng)：

①.復(fù)合轉(zhuǎn)座子：有兩個同樣的IS因子連接抗菌素抗性片段的兩側(cè)構(gòu)成：IS因子＋抗菌素抗性片段＋IS因子IS因子可以是反向重復(fù)構(gòu)型也可以是同向重復(fù)構(gòu)型。

66基因突變醫(yī)學(xué)知識

②.Tnp3系轉(zhuǎn)座子：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，長度約5000bp。末端有一對38bpIR序列，但不含IS因子序列。

這類每個轉(zhuǎn)座子都帶有3個基因：一個是編碼對氨芐青霉素抗性的β–內(nèi)酰胺酶(β-lactamase)基因，其它二個是編碼與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因（TnpA和TnpR）。見下圖：67基因突變醫(yī)學(xué)知識

3.Mu噬菌體(Mu)：

是溫和噬菌體，溶源化后能起到轉(zhuǎn)座子的作用。

Mu噬菌體也含有與轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因和反向重復(fù)序列。

Mu能夠整合進寄主染色體，催化一系列染色體的重新排列。

細菌轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)