核苷酸代谢及DNA的生物合成.ppt课件.ppt

1、1掌握：掌握：嘌呤环与嘧啶环上各原子来源嘌呤环与嘧啶环上各原子来源熟悉：熟悉：核酸的降解过程以及参与降解的酶类核酸的降解过程以及参与降解的酶类 人体内嘌呤的分解过程人体内嘌呤的分解过程 嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径了解了解: : 嘧啶的分解与合成途径嘧啶的分解与合成途径 核酸分解简图核酸分解简图核酸核酸核苷酸核苷酸核酸酶（磷酸二酯酶）核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶戊糖戊糖碱基碱基碱基碱基磷酸戊糖磷酸戊糖核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶磷酸酶磷酸酶戊糖戊糖磷酸磷酸根据底物类型分类根据底物类型分类 DNADNA酶（酶（Dna

2、seDnase）：水解）：水解DNADNA RNA RNA酶（酶（RNaseRNase）：水解）：水解RNARNA根据作用位点分类根据作用位点分类 核酸内切酶：核酸内切酶：水解核酸分子内部的磷酸二酯键水解核酸分子内部的磷酸二酯键 核酸外切酶：核酸外切酶：从核酸链的一端逐个水解核苷酸从核酸链的一端逐个水解核苷酸5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3 RNaseT1RNase ARNase T1 RNase T1 作用于鸟苷酸作用于鸟苷酸3 3端磷酸端磷酸 RNase A RNase A 作用于胞苷酸和尿苷酸作用于胞苷酸和尿苷酸3 3端磷酸端磷酸 1. 核酸

3、内切酶核酸内切酶（1 1） RNaseRNase 作用于作用于RNARNA内部的磷酸二酯键内部的磷酸二酯键5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACT p p pGA3 DNase（2 2） DNaseDNase DNase DNase：真核生物，水解双链或单链：真核生物，水解双链或单链DNADNA。 限制性限制性DNADNA内切酶：原核生物抵御病毒入侵的内切酶：原核生物抵御病毒入侵的利器利器55 p p pOHB p p p p33BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶 p 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷核苷+ H+ H3 3POPO4 4 嘌呤

4、（或嘧啶）嘌呤（或嘧啶）+1-P-+1-P-戊糖戊糖 （广泛存在）（广泛存在）二二. .核苷酸的分解过程核苷酸的分解过程 核苷酸酶核苷酸酶核苷酸核苷酸 + H+ H2 2O O 核苷核苷+Pi+Pi 核苷水解酶核苷水解酶核苷核苷 + H+ H2 2O O 嘌呤（或嘧啶）嘌呤（或嘧啶）+ +戊糖戊糖 ( (植物及微生物中植物及微生物中) )切断核苷酸切断核苷酸5 5 或或3 3 末端的磷酸基末端的磷酸基 灵长类灵长类、鸟类鸟类、爬行类爬行类和和昆虫昆虫体内嘌呤体内嘌呤降解的终产物是降解的终产物是尿酸尿酸。 人体内腺嘌呤的分解人体内腺嘌呤的分解腺嘌呤核苷经腺嘌呤核苷经脱脱氨酶氨酶及及核苷磷酸化酶核

5、苷磷酸化酶作用分解成作用分解成次黄嘌呤次黄嘌呤; ;次黄嘌呤次黄嘌呤再经再经黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶的作用转变成的作用转变成尿酸尿酸。人体内人体内代谢产物代谢产物动物动物尿酸灵长类、鸟类、爬行类、昆虫尿囊素除灵长类外其它哺乳类动物尿囊酸某些硬骨鱼类尿素、乙醛酸 大多数鱼类、两栖类动物氨、二氧化碳 甲壳类动物、软体动物小知识小知识2.2.嘧啶的分解嘧啶的分解( (还原降解还原降解) ) 胞嘧啶首先脱氨转变成尿嘧啶。胞嘧啶首先脱氨转变成尿嘧啶。尿嘧啶经还原、开环水解，最后生成尿嘧啶经还原、开环水解，最后生成氨氨、CO2CO2和和-丙氨酸丙氨酸， -丙氨酸经丙氨酸经转氨作用脱去氨基后可参加有机酸代转

6、氨作用脱去氨基后可参加有机酸代谢。谢。U UC CT T乙酰乙酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA一一. .嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢I.I. 从头合成途径从头合成途径磷酸核糖磷酸核糖aaaa一碳单位一碳单位 COCO2 2 嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸 （肝）（肝）第二节第二节 核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成IIII补救合成途径补救合成途径游离的嘌呤游离的嘌呤PRPPPRPP( ( ) )嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸( (脑、骨髓脑、骨髓) )N1-AspC2、C8-N10-甲酰 FH4N3、N9-GlnC6-CO2C4,5,7-Gly嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径原料原料: :磷酸

7、戊糖途径磷酸戊糖途径 (3) (3) 过程过程: :胞浆胞浆 在在PRPPPRPP的基础上的基础上, , 逐步加上简单原料而形逐步加上简单原料而形成嘌呤核苷酸成嘌呤核苷酸(11(11步反应步反应) ) IMP IMP是是 第一阶段第一阶段:IMP:IMP的合成的合成，在，在PRPPPRPP的基础上，的基础上，逐步加上嘌呤环合成所需的原料，合成逐步加上嘌呤环合成所需的原料，合成IMPIMP（次黄嘌呤）（次黄嘌呤） 重要的中间产物重要的中间产物AMPAMP、GMPGMP的前体的前体ADPADPGDPGDP脑、骨髓内缺乏有关合成酶，因此只能采用补救合成。脑、骨髓内缺乏有关合成酶，因此只能采用补救合成

8、。 补救合成（补救合成（salvage pathwaysalvage pathway） *腺嘌呤腺嘌呤 * 次黄嘌呤次黄嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤HGPRTHGPRT缺乏缺乏-自毁容貌症（自毁容貌症（lesch Nyhanlesch Nyhan综合症）综合症）嘧啶核苷酸的从头合成途径二二. .嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢1. 1. 元素来源元素来源2. 2. 过程：肝细胞过程：肝细胞* *特点：特点：（1 1）合成嘧啶环的基础上，再加上）合成嘧啶环的基础上，再加上PRPPPRPP（2 2）UMPUMP是是CTPCTP与与dTMPdTMP的共同前体的共同前体* *第一步：第一步：UMP UMP

9、 的合成的合成* *第二步：第二步：UTPUTP、CTP CTP 的合成的合成UMPGInGIu掌握：掌握：半保留复制、半不连续复制、冈崎片半保留复制、半不连续复制、冈崎片段、前导链、随从链等基本概念；突变的段、前导链、随从链等基本概念；突变的分类分类熟悉：熟悉：复制的基本过程；参与复制的基本过程；参与DNADNA复制过程的复制过程的各种酶的特点及作用；损伤修复的类型；各种酶的特点及作用；损伤修复的类型；突变的后果。突变的后果。了解：了解：DNADNA损伤修复的过程、单核苷酸多态性损伤修复的过程、单核苷酸多态性第一节第一节 DNADNA复制复制 DNA DNA的半保留复制的半保留复制 DNAD

10、NA复制的半不连续性复制的半不连续性 原核生物的原核生物的DNADNA复制复制(E.coli)(E.coli) 真核生物的真核生物的DNADNA复制复制复制（复制（replicationreplication）：）：以亲代以亲代DNADNA或或RNARNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNADNA或或RNARNA的过程的过程复制子（复制子（RepliconReplicon）：）：含有一定复制起含有一定复制起点和复制终点的复制单位。点和复制终点的复制单位。基本概念基本概念DNA DNA 复制

11、在细胞周期的复制在细胞周期的S S期期一、一、 DNA的复制特点的复制特点（一）半保留复制（一）半保留复制(semi-conservative replication)DNA在复制时，以亲代在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代，每个子代DNA中都含有一股亲代中都含有一股亲代DNA链。链。1958 Meselson-stahl 设计的设计的N15标记结合标记结合CsCl密度梯度离心试验证实了密度梯度离心试验证实了DNA复制的这一特性复制的这一特性 细胞生长在细胞生长在1515N N 标记培养基中标记培养基中 转

12、入正常转入正常N N源培养基中源培养基中 分离各代分离各代DNADNA 分析各代分析各代DNADNA的浮力密度的浮力密度1515N N 标记标记 DNADNA未标记未标记 DNA DNA类型类型 浮力密度浮力密度 N15DNA 1.742g/ml N15N14DNA 1.717g/ml N14DNA 1.710g/ml1515N N标标记记实实验验DNADNA的半保留复制表明的半保留复制表明DNADNA在代谢上的稳在代谢上的稳定性，是定性，是保证亲代的遗传信息稳定地传保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代的必要措施。递给后代的必要措施。 （二）、复制原点、方向和方式（二）、复制原点、方向和方式 1

13、 1、复制原点、复制子、复制原点、复制子 l DNADNA的复制有特定的起始位点，称的复制有特定的起始位点，称为为复制原点复制原点，常用，常用oriori表示。表示。l 从复制原点到复制终点，组成一个从复制原点到复制终点，组成一个复制单位，称为复制单位，称为复制子复制子。 原核生物：单复制起点，即整个原核生物：单复制起点，即整个 染色体只有染色体只有一个复制单一个复制单位位真核生物（真核生物（EukaryoteEukaryote） : : 多复制起点，多复制起点， 即一个即一个genomegenome中有中有多个复制单位多个复制单位复制起点是以一条链为模板起始复制起点是以一条链为模板起始DNA

14、DNA合成的一段合成的一段序列。两条链的复制起点不一定在同一点上，序列。两条链的复制起点不一定在同一点上，如如不对称复制不对称复制。多数生物的复制起点，都是多数生物的复制起点，都是DNADNA呼吸作用呼吸作用（配对配对碱基之间的氢键持续断裂和再生的过程碱基之间的氢键持续断裂和再生的过程）强烈）强烈的区段，即经常开放的区段，的区段，即经常开放的区段，富含富含ATAT。在一个完整的细胞周期中，每一个复制起点在一个完整的细胞周期中，每一个复制起点只使只使用一次用一次，完成一次复制过程。，完成一次复制过程。复制叉（复制叉（Replication forkReplication fork）：）：染色体中

15、参与复制的染色体中参与复制的 活性区域，即复制正在发生的位点活性区域，即复制正在发生的位点 复制眼（复制眼（replication eyereplication eye）：）：电子显微镜下观察正电子显微镜下观察正 在复制的在复制的DNADNA，复制的区域形如一只眼睛，复制的区域形如一只眼睛 2 2、复制方向、复制方向真核生物的多复制子真核生物的多复制子 多个复制眼多个复制眼 单双向复制取决于起点处有一个还是两个复制叉单双向复制取决于起点处有一个还是两个复制叉 单向复制单向复制 双向复制双向复制 3 3、原核生物、原核生物DNADNA复制方式复制方式大多数以对称方式进行大多数以对称方式进行即两条

16、链同时复制，即两条链同时复制，也有一定时期内也有一定时期内DNADNA只复制一条链的情况只复制一条链的情况（1 1）从头起始）从头起始 a.a.复制（复制（E.coli, E.coli, phagephage，某些病毒），某些病毒） 双链环状双链环状DNADNA的复制眼可以形成一种的复制眼可以形成一种结结 构，形状像希腊字母构，形状像希腊字母 b.D b.D环复制环复制 不对称复不对称复 制，线粒体制，线粒体 和叶绿体和叶绿体DNADNA 的复制。的复制。（2 2）共价延伸方式）共价延伸方式 （滚环式复制）（滚环式复制） 由于复制时产生由于复制时产生 的滚环结构形状的滚环结构形状 象象，又称，

17、又称复复 制制 M13,T2 phageM13,T2 phage等等病毒、细菌因子病毒、细菌因子 （三）半不连续复制（三）半不连续复制 由于由于DNADNA聚合酶只能以聚合酶只能以5353方向聚方向聚合合子代子代DNADNA链链，即，即模板模板DNADNA链链的方向必的方向必须为须为3535。因此，分别以两条亲代。因此，分别以两条亲代DNADNA链作为模板聚合子代链作为模板聚合子代DNADNA链时的方链时的方式是不同的。式是不同的。冈崎片段（冈崎片段（Okazaki fragmentOkazaki fragment）：）：DNADNA复制时，复制时，一条以一条以5353方向的母链作为模板，指导

18、新合方向的母链作为模板，指导新合成的链沿成的链沿5353合成不连续的小片段。岗崎片合成不连续的小片段。岗崎片段由段由DNADNA连接酶连成一条完整的新链。连接酶连成一条完整的新链。冈崎片段的大小冈崎片段的大小: :在原核生物中约为在原核生物中约为1000100020002000个核苷酸，而在真核生物中约为个核苷酸，而在真核生物中约为100100个核个核苷酸。苷酸。5533前导链前导链随从链随从链岗崎片段岗崎片段55333333333355555555 名称 功能DnaA蛋白辩认起始点解螺旋酶(DnaB蛋白,rep蛋白）解开DNA双链DnaC蛋白协助解螺旋酶引物酶(DnaG蛋白)催化RNA引物合

19、成SSB（单链结合蛋白）稳定解开的单链拓扑异构酶理顺DNA链DNA聚合酶复制、填补缺口、校正错误DNA连接酶连接冈崎片段1. DNA1. DNA聚合酶聚合酶原料：原料：四种四种dNTPsdNTPs（dATPdATP、dGTPdGTP、dCTPdCTP、dTTP)dTTP)模板：模板：以以DNADNA为模板链，合成子代为模板链，合成子代DNADNA，模板可以，模板可以 是双链，也可以是单链是双链，也可以是单链DNADNA。合成产物与模。合成产物与模 板互补。板互补。引物：引物：一小段一小段RNA(RNA(或或DNADNA）为引物，在大肠杆菌）为引物，在大肠杆菌 中，中，DNADNA的合成需要一段

20、的合成需要一段RNARNA链作为引物，链作为引物， 引物含引物含3-OH. 3-OH. 合成方向：合成方向：5 5 3 3 5353聚合酶聚合酶活性（但持续合成活性（但持续合成DNADNA的能力差）；的能力差）； 3535外切酶外切酶活性；活性；5353外切酶外切酶活性（双链活性（双链DNADNA或或DNA:RNADNA:RNA杂交体）杂交体）（1 1）E.coliE.coli DNA DNA聚合酶聚合酶 (a) DNA(a) DNA聚合酶聚合酶（单体多功能酶）（单体多功能酶）该酶主要是对该酶主要是对DNADNA损伤的修复，以及在损伤的修复，以及在DNADNA复制时复制时RNARNA引物切除及

21、其缺口的填补。引物切除及其缺口的填补。具有具有3535外切酶外切酶活性活性聚合活力比聚合活力比DNADNA聚合酶聚合酶高高( (持续合成持续合成DNADNA的能力差的能力差) )可能在修复紫外光引起的可能在修复紫外光引起的DNADNA损伤中起作用。损伤中起作用。多亚基酶（多亚基酶（1010种亚基）种亚基）（）称为核心酶，）称为核心酶，22称为夹子，称为夹子，（22）组成）组成复合物，其主要功能是帮复合物，其主要功能是帮助助亚基夹住亚基夹住DNADNA，故称为夹子装配器，故称为夹子装配器; ;该酶该酶DNADNA合成的持续能力强，主要与该结构有关合成的持续能力强，主要与该结构有关; ;该酶是该酶

22、是DNADNA的真正复制酶。的真正复制酶。在真核生物中，目前发现的在真核生物中，目前发现的DNADNA聚合酶有五种，聚合酶有五种，分别命名为聚合酶分别命名为聚合酶（pol pol ），聚合酶），聚合酶（pol pol ），聚合酶），聚合酶（pol pol ），聚合酶），聚合酶（pol pol ），聚合酶），聚合酶（pol pol ）。）。其中，参与染色体其中，参与染色体DNADNA复制的是复制的是pol pol （延长（延长随从链）和随从链）和pol pol （延长前导链）（延长前导链），参与线，参与线粒体粒体DNADNA复制的是复制的是pol pol ，polpol与与DNADNA损伤损伤修

23、复、校读和填补缺口有关，修复、校读和填补缺口有关，pol pol 只在其只在其他聚合酶无活性时才发挥作用。他聚合酶无活性时才发挥作用。(2) (2) 真核细胞真核细胞DNADNA聚合酶聚合酶2. DNA2. DNA连接酶连接酶(DNA ligase)(DNA ligase)若若双链双链DNADNA中一条链有切口，切口一端是中一条链有切口，切口一端是3 3-OH-OH，另一端是另一端是5 5-Pi-Pi，DNADNA连接酶可催化二者之间形连接酶可催化二者之间形成磷酸二酯键，从而使切口连接起来。成磷酸二酯键，从而使切口连接起来。不能连接两条不能连接两条游离的游离的DNADNA单链单链OH Pi需要

24、消耗能量，在原核生物中由需要消耗能量，在原核生物中由NAD+NAD+供能，供能，在真核生物中由在真核生物中由ATPATP供能。供能。在在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用。要作用。 T4噬菌体噬菌体DNA连接酶连接酶不仅能连接接口，还能不仅能连接接口，还能连接连接平头双链平头双链DNA。拓扑异构酶拓扑异构酶I I：使使DNADNA一条链发生断裂和再一条链发生断裂和再连接，以解开负超螺旋，同转录有关。连接，以解开负超螺旋，同转录有关。拓扑异构酶拓扑异构酶IIII：使使DNADNA两条链发生断裂和再两条链发生断裂和再连接，可以引入负超螺旋，同复制有关。连接

25、，可以引入负超螺旋，同复制有关。4. 4. 解螺旋酶解螺旋酶 （解链酶）（解链酶） 通过水解通过水解ATPATP将将DNADNA两条链打开。两条链打开。E.coliE.coli中的中的 reprep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I I、IIII、 IIIIII。每解开一对碱基需要水解。每解开一对碱基需要水解2 2个个ATPATP分子。分子。 稳定稳定DNADNA解开的单链，防止复性和保护单链部解开的单链，防止复性和保护单链部 分不被核酸酶水解。分不被核酸酶水解。5. 5. 单链结合蛋白单链结合蛋白思考题：为什么使用思考题：为什么使用RNARNA作引物？作引物？6.

26、 6. 引物合成酶与引发前体引物合成酶与引发前体 引物合成酶（引发酶）：引物合成酶（引发酶）：此酶以此酶以DNADNA为模板合成为模板合成一段一段RNARNA， 这一段这一段RNARNA作为合成作为合成DNADNA的引物。实质是的引物。实质是以以DNADNA为模板的为模板的RNARNA聚合酶。聚合酶。 引发前体引发前体: :它由多种蛋白质它由多种蛋白质dnaAdnaA、dnaBdnaB、dnaCdnaC、n n、nn、nn和和i i组成。引发前体再与引发酶结合组组成。引发前体再与引发酶结合组装成引发体。装成引发体。 （一）复制的起始（一）复制的起始 1.1.预引发预引发 （1 1）解旋解链，形

27、成复制叉：）解旋解链，形成复制叉： 由拓扑异构酶和解链酶作用，使由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNADNA的超螺旋的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链条单链DNADNA。单链。单链DNADNA结合蛋白（结合蛋白（SSBSSB）结合在）结合在两条单链两条单链DNADNA上，形成复制叉。上，形成复制叉。（2 2）引发体组装：）引发体组装： 由蛋白因子（如由蛋白因子（如dnaBdnaB等）识别复制起始等）识别复制起始点，并与其他蛋白因子以及引物酶一起点，并与其他蛋白因子以及引物酶一起组装形成引发体。组装形成引发体。 2.2.引发引发 在引物酶的

28、催化下，以在引物酶的催化下，以DNADNA为模板，合成一为模板，合成一段短的段短的RNARNA片段，从而获得片段，从而获得33端自由羟基。端自由羟基。 2 2、复制的延长、复制的延长 （2 2）引发体移动：）引发体移动： 引发体向前移动，引发体向前移动，解开新的局部双螺解开新的局部双螺旋，形成新的复制旋，形成新的复制叉，随从链重新合叉，随从链重新合成成 RNARNA引物，继续引物，继续进行链的延长。进行链的延长。 1.1.去除引物，填补缺口：去除引物，填补缺口： 在原核生物中，由在原核生物中，由DNADNA聚合酶聚合酶来水解去除来水解去除RNARNA引物，并由该酶催化延长引物缺口处的引物，并由

29、该酶催化延长引物缺口处的DNADNA，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。而在真核生物中，而在真核生物中，RNARNA引物的去除，由一种引物的去除，由一种特殊的核酸酶来水解，而冈崎片段仍由特殊的核酸酶来水解，而冈崎片段仍由DNADNA聚合酶来延长。聚合酶来延长。 2.2.连接冈崎片段：连接冈崎片段： 在在DNADNA连接酶的催化下，形成最后一个磷连接酶的催化下，形成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完整的整的DNADNA长链。长链。 第二节第二节 DNADNA的损伤、修复与突变的损伤、修复与突变一、损伤与修复一、损伤与修复

30、vDNADNA的损伤：的损伤：指生物体生命过程中指生物体生命过程中DNADNA双螺双螺旋结构旋结构发生的任何改变。可以分为两类：发生的任何改变。可以分为两类：单个碱基改变单个碱基改变和和结构扭曲结构扭曲。v引起引起DNA损伤的原因：损伤的原因：DNADNA在复制时产生在复制时产生错配，病毒基因整合，某些物化因子如紫错配，病毒基因整合，某些物化因子如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等。外线、电离辐射和化学诱变剂等。 vDNADNA的损伤修复：的损伤修复：四种修复途径四种修复途径: :直接修复、直接修复、错配修复、切除（碱基或核苷酸）修复、错配修复、切除（碱基或核苷酸）修复、重组修复。重组修复。u直接

31、修复：直接修复：当紫外线引起当紫外线引起DNADNA嘧啶二聚体时，光复嘧啶二聚体时，光复活酶的活性被可见光激活，将嘧啶二聚体分解。活酶的活性被可见光激活，将嘧啶二聚体分解。u错配修复：错配修复：错配修复系统可以识别新旧链，一旦错配修复系统可以识别新旧链，一旦发现错配碱基，即将未甲基化的新链切除，并以甲发现错配碱基，即将未甲基化的新链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。基化的链为模板进行修复合成。u丢失碱基和去碱基部位的修复：丢失碱基和去碱基部位的修复：由由C C脱氨基为脱氨基为U U，A A变为变为I I时，时，DNADNA糖苷酶可以切除不正确的碱基，由糖苷酶可以切除不正确的碱基，由Pol

32、Pol和连接酶修复。和连接酶修复。u切除修复：切除修复：核酸内切酶切除损伤部位核酸内切酶切除损伤部位，产生的，产生的缺口以另一条链为模板被补平缺口以另一条链为模板被补平。u重组修复：重组修复：发生在复制后，复制时，跳过损伤发生在复制后，复制时，跳过损伤部位，新链产生缺口由同源母链上相应的核苷酸部位，新链产生缺口由同源母链上相应的核苷酸序列片段弥补，然后再合成的序列补上母链的空序列片段弥补，然后再合成的序列补上母链的空缺。原损伤部位并没有切除但在后代逐渐稀释缺。原损伤部位并没有切除但在后代逐渐稀释。二、突变二、突变突变（突变（mutationmutation）：基因组）：基因组DNADNA分子在

33、结构上发分子在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变（通常它只涉及生碱基对组成或排列顺序的改变（通常它只涉及基因中部分序列的变化），并引起个体表型的改基因中部分序列的变化），并引起个体表型的改变变, , 而使生物体发生遗传性变异。而使生物体发生遗传性变异。 在自然界中生物体由于受到某种突变剂的作用，在自然界中生物体由于受到某种突变剂的作用，偶然会由于基因复制的错误而发生突变，这种偶然会由于基因复制的错误而发生突变，这种突变称为突变称为自发突变（自发突变（spontaneous mutationspontaneous mutation）。 自发突变的频率较低，基因的每个核苷酸突变自发突变的频率较低

34、，基因的每个核苷酸突变率平均为率平均为 1010-9-91010-10-10。相反如果在人为条件下，。相反如果在人为条件下，使用某种突变剂处理生物体而产生的突变称为使用某种突变剂处理生物体而产生的突变称为诱发突变（诱发突变（induced mutationinduced mutation） 。点突变（点突变（point mutationpoint mutation）缺失（缺失（deletiondeletion）插入（插入（insertioninsertion）重排（重排（rearrangementrearrangement）基因突变的表型（后果）分类基因突变的表型（后果）分类体细胞突变和性细胞

35、突变体细胞突变和性细胞突变形态突变形态突变(morphological mutations)(morphological mutations) 矮小突变，白眼突变矮小突变，白眼突变生化突变生化突变(biochemical mutations)(biochemical mutations) 营养缺陷型营养缺陷型致死突变致死突变(lethal mutations)(lethal mutations) 导致生物体死亡的突变导致生物体死亡的突变 条件致死突变条件致死突变失去功能的突变失去功能的突变(loss-of-function mutation) (loss-of-function mutatio

36、n) Null mutation, Null mutation, 完全丧失功能的突变完全丧失功能的突变 Leaky mutation, Leaky mutation, 渗漏突变，部分功能的渗漏突变，部分功能的丧失丧失获得功能的突变获得功能的突变(gain-of-function mutation)(gain-of-function mutation) 突变导致新功能的获得突变导致新功能的获得自然界基因突变广泛存在自然界基因突变广泛存在白化白化果蝇眼色变异果蝇眼色变异猫的眼色变异猫的眼色变异四条腿的鸡四条腿的鸡蜜蜂绿眼变异蜜蜂绿眼变异三、三、DNADNA多态性多态性定义定义 在人类进化过程中，其

37、在人类进化过程中，其DNADNA序列会发生变序列会发生变异，而且能不断积累这类变异，在人群中异，而且能不断积累这类变异，在人群中其其DNADNA序列某特定位点变异频率高于序列某特定位点变异频率高于1%1%就就叫叫DNADNA分子多态性。分子多态性。类型类型 限制性核酸内切酶片断长度多态性（限制性核酸内切酶片断长度多态性（RFLPRFLP）; ;数目可变的串联重复多态性（数目可变的串联重复多态性（VNTRVNTR）；）；串联重复序列多态性（串联重复序列多态性（STRSTR）；）； 单核苷酸多态性（单核苷酸多态性（SNPSNP）。）。定义定义在某一人群中的正常个体间的基因组在某一人群中的正常个体间

38、的基因组DNADNA的的某些位点某些位点存在存在单个碱基对单个碱基对的差异，称的差异，称为单核苷酸多态性。为单核苷酸多态性。基因组中单个核苷酸的基因组中单个核苷酸的缺失缺失、插入插入或或重重复复都不属于都不属于SNPSNP。单核苷酸多态性（单核苷酸多态性（SNPSNP）特点特点是最主要的多态性（占是最主要的多态性（占90%90%），是一种在），是一种在进化早期发生的突变，能够稳定遗传。进化早期发生的突变，能够稳定遗传。种类少，等位基因数量少，种类少，等位基因数量少，SNPSNP数量多，数量多，密度高，呈现高度的多态性，可以提供密度高，呈现高度的多态性，可以提供高信息度，可自动化，大规模筛查。高信息度，可自动化，大规模筛查。