遺傳變異基因突變

關(guān)于遺傳變異基因突變第1頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第2頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第4頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日白化變異第6頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

蘇格蘭折耳貓又稱彎耳貓、短耳貓、疊耳貓、塌耳貓等。這種貓并非刻意培育出來的，而是基因突變第8頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日基因突變：某一基因內(nèi)部所發(fā)生的從一種等位形式改變?yōu)榱硪坏任恍问降淖兓?，又叫點突變

第9頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1.基因突變的類型和特征1）基因突變的類型根據(jù)突變引起的表型特征和生理生化特征分為以下幾類：形態(tài)突變型：造成生物體外形發(fā)生改變的突變又叫可見突變，如：形態(tài)、大小、色澤的改變致死突變：造成個體死亡或生活力明顯下降的突變

顯性致死：雜合狀態(tài)時就有致死作用隱性致死：純合狀態(tài)下才有致死作用第10頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日小鼠(Musmusculus)毛色遺傳的隱性致死突變第11頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日條件致死突變：在一定條件下表現(xiàn)致死效應(yīng)，其他條件下可以存活的突變例如：

T4噬菌體的溫度敏感突變型在25℃時能在E.coli宿主中正常生長，形成噬菌斑，但在42℃時就不能這樣。

第12頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日生化突變：突變影響生物的代謝過程，導(dǎo)致特定生化功能改變或喪失，如營養(yǎng)缺陷型例：鏈孢霉的氨基酸突變型＋某種氨基酸才能生長第13頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日失去功能突變：由于突變、消除或改變了基因的功能區(qū)，干擾了野生型對某種表型的活性功能

無效突變：完全喪失基因功能的突變滲漏突變：保留一些基因功能的突變獲得功能的突變第14頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2）突變的一般特征突變的稀有性突變率：一定數(shù)目配子中突變數(shù)目所占的比例

or一定數(shù)目的細菌在分裂一次過程中發(fā)生突變的次數(shù)

細菌噬菌體的突變率10-8～10-10，高等生物10-5～10-8第15頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的隨機性：突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期體細胞突變和生殖細胞突變體細胞(突變)突變體細胞組織器官性細胞(突變)突變配子后代個體；第16頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日花色體細胞突變第17頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日不同顏色的牽?；ǖ?8頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日柑桔體細胞突變第19頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日馬鈴薯薯塊顏色變異蘋果體細胞突變第20頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的多方向性:突變可以向多個方向發(fā)生

構(gòu)成復(fù)等位基因第21頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的可逆性

正向突變：離開野生型等位基因的變化如：A+A或a+a

回復(fù)突變：回復(fù)到野生型的變化

抑制突變：某一座位上突變產(chǎn)生的表性效應(yīng)被另一座位上的突變所抑制，使突變體又恢復(fù)為正常表型第23頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日基因的有利性與有害性有利：作物抗病性微生物的抗藥性第24頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1)大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出

完全培養(yǎng)基或補充培養(yǎng)基（存活）

基本培養(yǎng)基（死亡）完全培養(yǎng)基10-8~10-6合成缺陷型藥物處理基本培養(yǎng)基2.基因突變的檢測第25頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出影印接種法（影印培養(yǎng)法Replica-platingtechnique）

E.coli誘變劑E.coli稀釋→完全培養(yǎng)基Masterplate（主平皿）→基本培養(yǎng)基上（Replicaplate）

第26頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第27頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第28頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2)真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出菌絲過濾法（可將野生型與突變型分離）誘變處理分生孢子菌絲分生孢子液體培養(yǎng)基通氣培養(yǎng)未萌發(fā)的分生孢子棉花過濾除去菌絲缺陷性孢子、死孢子確定營養(yǎng)缺陷性

各種補充培養(yǎng)基培養(yǎng)需長時間萌發(fā)的野生型孢子死孢子已突變的孢子通氣培養(yǎng)過濾除去菌絲第29頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3）二倍體生物突變的檢出根據(jù)后代性狀的分離情況進行檢出第30頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日4）果蠅突變的檢出A性連鎖基因隱性突變的檢出

(ClB法、Muller-5)

第31頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Muller-5法：

Muller-5品系:X染色體上有B(棒眼)Wa(杏眼)

倒位：可抑制X染色體的交換。

檢出步驟:

第32頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日圖第33頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Ⅰ.

將待測的♂果蠅與純合Muller♀果蠅雜交.Ⅱ.

將F1♀♂自交,目的是檢查某一特定X染色體上的突變.

第34頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Ⅲ.

觀察分析F2：

①如果無X隱性致死突變預(yù)期

F2♂:♀=1:1表型比為簡單的

1:1:1:1;②如果有X隱性致死突變預(yù)期

F2♂:♀=2:1表型比1:1:1;③如果有隱性非致死突變在F2♂中可見突變。第35頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日B常染色體突變——平衡致死系(Cy和S)

第36頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日P133－1圖第37頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日觀察分析F3：

a.如果有隱性致死突變，

F3只有一種類型，卷翅（或星狀眼）

b.如無突變，

F3中除有卷翅(或星狀眼)外，還有野生型

c.如有隱性非致死突變，

F3中除卷翅（或星狀眼）外，還有突變類型。

檢出特點：只能檢出常染色體，且與平衡致死系同號染色體上的基因突變。第38頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日5）人類基因突變的檢出

常染色體突變：借助蛋白質(zhì)電泳技術(shù)，

DNA分子標(biāo)記等性染色體突變：可根據(jù)性狀表現(xiàn)檢出

第39頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出家系分析（pedigreeanalysis）和出生調(diào)查

第40頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出下面是一個上眼瞼下垂的家系，先證者的父母表型正常，說明是新產(chǎn)生的突變。第41頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出目前用的較多的檢出人類突變的另一方法，是篩選各種蛋白質(zhì)或酶的微小變異：例如：鐮型細胞貧血癥患者基因型HbsHbs

血紅蛋白（S）(SS)

正常為HbAHbA血紅蛋白（A）（AA)

雜合體HbsHbA具兩種血紅蛋白的A和S(AS)A與S兩種血紅蛋白電泳的遷移率不同，通過電泳可以分辯第42頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出第43頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出分子水平：RFLP、AFLP等、基因組序列分析等。第44頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3.基因突變的分子機制

自發(fā)突變：自然狀況下產(chǎn)生的突變基因突變

誘發(fā)突變：由誘變劑引起的突變第45頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1)基因突變的方式產(chǎn)生原因：復(fù)制錯誤、DNA損傷和轉(zhuǎn)座作用等。根據(jù)突變發(fā)生在DNA結(jié)構(gòu)或序列的變化可分為：

⑴堿基替換：一種堿基被另一種堿基替換轉(zhuǎn)換：嘌呤→嘌呤；或者嘧啶→嘧啶顛換：嘌呤→嘧啶;或者嘧啶→嘌呤第46頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

⑵移碼突變：增加或減少幾個堿基,導(dǎo)致蛋白質(zhì)翻譯錯位。

⑶缺失和重復(fù)：大片段堿基的缺失或重復(fù)，如E.coli乳糖發(fā)酵調(diào)節(jié)基因lacⅠ

中四堿基重復(fù)序列第47頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第48頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第49頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第50頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第51頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

根據(jù)堿基替換后氨基酸順序是否發(fā)生改變可分為：⑴同義突變（samesensemutation）不改變氨基酸的密碼子變化，與密碼子的兼并性有關(guān).如GAU/GAC—Asp.⑵錯義突變（missensemutation）堿基替換的結(jié)果引起氨基酸序列的改變.⑶無義突變（nonsensemutation）編碼區(qū)的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子(UAG、UGA、UAA)

的形成,使mRNA的翻譯提前終止,形成不完全的肽鏈.

⑷延長突變：堿基替換使終止密碼變?yōu)榫幋a某種氨基酸的密碼子的突變

第52頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第53頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日如鐮刀型貧血癥：血紅蛋白B鏈(146Aa)，6號氨基酸的替換,導(dǎo)致明顯的表型癥狀。Glu→Val,若Glu→Asp則影響較小。第54頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第55頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2)自發(fā)突變的分子機制造成DNA錯誤復(fù)制的原因：

堿基的互變異構(gòu)作用

DNA復(fù)制過程中模板鏈或子鏈環(huán)出，造成子鏈的堿基缺失或增加，引起移碼突變第56頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第57頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

自發(fā)化學(xué)損傷：自然產(chǎn)生的對DNA的損傷⑴脫嘌呤由于堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受到破壞,從而引起一鳥嘌呤或腺嘌呤從DNA分子上脫落下來.⑵脫氨基作用

C脫氨基變成U;A脫氨基變成H,H和G配對造成轉(zhuǎn)換AA-T→→→H-T→→→H-C→→→H-C↘→A-T↘→G-CBG-C→→→G-U→→→A-U→→→A-U↘→G-C↘→A-T第58頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日圖:脫氨基造成的堿基轉(zhuǎn)換第59頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日⑶氧化損傷:

活潑氧化物如：超氧基（O2-），氫氧基（OH-）和過氧化氫（H2O2），對DNA造成損傷

G氧化成為GO，GO與A錯配導(dǎo)致GCTA第60頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3）誘發(fā)突變的分子機制（inducedmutaion）

由各種誘變劑（物理的、化學(xué)的）誘發(fā)的突變電離輻射原理：基因的化學(xué)物質(zhì)(DNA)發(fā)生電離作用。堿基對、堿基結(jié)構(gòu)破壞、改變基因突變；磷酸二酯鍵斷裂、染色體斷裂重接染色體結(jié)構(gòu)變異。第61頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日電離輻射的作用：直接作用：DNA或染色體被射線作用產(chǎn)生電離或激發(fā)引起變異間接作用：細胞內(nèi)物質(zhì)吸收能量產(chǎn)生氧自由基，破壞DNA結(jié)構(gòu)遺傳效應(yīng)：低劑量生長正常高劑量生長異常或死亡第62頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

非電離輻射紫外線的致突變作用紫外線使ＤＮＡ形成嘧啶二聚體，如T二聚體

第63頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第64頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

B化學(xué)誘發(fā)（inducedmutaion）

堿基類似物

eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的結(jié)構(gòu)類似物，酮式結(jié)構(gòu)易與

A配對；烯醇式結(jié)構(gòu)易與G配對。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A類似物)、

5-氟尿嘧啶、

5-氯尿嘧啶等。第65頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

酮式與A配對，烯醇式與G配對第66頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第67頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第68頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第69頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日改變DNA結(jié)構(gòu)的化合物：亞硝酸、羥胺和烷化劑

亞硝酸：使腺嘌呤（A）變成次黃嘌呤(H)、胞嘧啶（C）變成尿嘧啶（U）H的配對特性象G，容易和C配對成H-C；U的配對特性象T，和A配對成A-U。在下一次DNA復(fù)制時完成AT→GC，GC→AT的轉(zhuǎn)換。第70頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第71頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第72頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第73頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

羥胺：能使胞嘧啶（C）先變成羥氨基胞嘧啶，再經(jīng)互變異構(gòu)反應(yīng)變成能與腺嘌呤配對的羥氨基胞嘧啶，導(dǎo)致

GC對變成了AT對，從而誘發(fā)了基因突變。第74頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

烷化劑：使嘌呤脫落，造成轉(zhuǎn)換、顛換、斷裂或其他突變

是目前應(yīng)用最廣泛而有效的誘變劑。最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)，甲基磺酸甲酯(MMS)、亞硝酸胍等。

第75頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日能和DNA起化學(xué)反應(yīng)并能改變堿基氫鍵特性的物質(zhì)：烷化劑、亞硝酸和羥胺等烷化劑(EMS、MMS)↓烷化作用↓堿基水解缺失↓轉(zhuǎn)換與顛換第76頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第77頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

結(jié)合到DNA分子上的化合物：

吖啶類染料:吖啶橙、吖啶黃素、原黃素、溴化乙錠等堿基對的類似物，易造成移碼突變。

第78頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第79頁，共9