遗传学基因突变课件.ppt

1、基因突变基因突变（gene mutation）主要内容主要内容 基因突变的概说基因突变的概说 基因突变的分子基础基因突变的分子基础 生物体的修复机制生物体的修复机制一、基因突变的概说一、基因突变的概说 基因突变基因突变是摩尔根于是摩尔根于1910年年首先肯定的现象首先肯定的现象,在大量红眼果绳中发现了一只在大量红眼果绳中发现了一只白眼突变白眼突变果绳。果绳。（一）基因突变的定义（一）基因突变的定义基因突变基因突变（gene mutation）染色体上一个基因）染色体上一个基因内部化学结构的改变，一个基因变成它的等位内部化学结构的改变，一个基因变成它的等位基因。基因。或称或称基因的点突变基因的点

2、突变（point mutation）即）即DNA的单个碱基发生替换所引起的突变。的单个碱基发生替换所引起的突变。如：如：黑眼睛老鼠黑眼睛老鼠红眼白老鼠红眼白老鼠；黄种人黄种人白化人白化人（频率约（频率约1/510万）；万）；小麦红粒小麦红粒白粒白粒；水稻矮生性、棉花短果枝等性状。水稻矮生性、棉花短果枝等性状。（二）自然界生物性状突变现象（二）自然界生物性状突变现象1.基因突变广泛存在：基因突变广泛存在：一个祖先细胞由无性繁殖而产生的相同细胞群体叫一个祖先细胞由无性繁殖而产生的相同细胞群体叫做一个做一个克隆克隆（clone)。体细胞突变常形成一个体细胞突变常形成一个“突变体区突变体区”，体细胞突

3、变，体细胞突变发生愈早，发生愈早，“突变体区突变体区”愈大。愈大。体细胞突变不能遗传给后代，可通过有性途径传递。体细胞突变不能遗传给后代，可通过有性途径传递。（三）基因突变的时期（三）基因突变的时期1.体细胞突变体细胞突变（somatic mutation）可通过参与受精而传给下一代。可通过参与受精而传给下一代。2.生殖细胞突变生殖细胞突变（germinal mutation）1.生物个体发育的任何时期均可发生：生物个体发育的任何时期均可发生：性细胞性细胞(突变突变)突变配子突变配子后代个体；后代个体；体细胞体细胞(突变突变)突变体细胞突变体细胞组织器官。组织器官。2.性细胞的突变频率比体细胞

4、高：性细胞的突变频率比体细胞高：3.(等位等位)基因突变常常是独立发生的：基因突变常常是独立发生的：4.突变时期不同，其表现也不相同：突变时期不同，其表现也不相同：基因突变的时期与表现基因突变的时期与表现高等生物基因突变时期与性状表现高等生物基因突变时期与性状表现突变时期突变时期显性突变显性突变隐性突变隐性突变高等生物高等生物性细胞性细胞突变当代表现突变性突变当代表现突变性状状。突变当代不表现突变性突变当代不表现突变性状，其状，其自交后代才可能自交后代才可能表现突变性状表现突变性状。体细胞体细胞突变当代表现为嵌合突变当代表现为嵌合体体，镶嵌范围取决于，镶嵌范围取决于突变发生的早晚。突变发生的早

5、晚。突变当代不表现突变性突变当代不表现突变性状，状，往往不能被发现、往往不能被发现、保留。保留。1.形态突变形态突变（morphological mutation），或称），或称可可见突变见突变（visible mutation），突变主要影响生物，突变主要影响生物体的外在可见的形态结构。体的外在可见的形态结构。2.生化突变生化突变（biochemical mutation)：影响生物的：影响生物的代谢过程，导致某种特定生化功能改变的突变。代谢过程，导致某种特定生化功能改变的突变。（四）突变的类型（四）突变的类型 无效突变无效突变（null mutation）：完全丧失基因功）：完全丧失基因功

6、能的突变。能的突变。渗漏突变渗漏突变（leaky mutation）：基因功能不完）：基因功能不完全丧失的突变。全丧失的突变。3.失去功能的突变失去功能的突变（loss-of-function mutations）4.获得功能的突变获得功能的突变（gain-of-function mutations）获得新的功能的突变获得新的功能的突变 显性致死突变显性致死突变：在杂合状态就有致死作用：在杂合状态就有致死作用 隐性致死突变隐性致死突变：在纯合时方有致死作用：在纯合时方有致死作用5.致死突变致死突变（lethal mutation）：）：是指能造成个体死亡的突变是指能造成个体死亡的突变6.条件致

7、死突变条件致死突变（conditional lethal mutation)：指在某些条件下能存活，而在某些条件下指在某些条件下能存活，而在某些条件下表现致死效应。表现致死效应。（五）突变的性质（五）突变的性质任何离开野生型等位基因的变化任何离开野生型等位基因的变化正向突变正向突变回复突变回复突变任何回复到野生型的变化任何回复到野生型的变化 多方向性多方向性：一个基因可以向不同方向发生突变，：一个基因可以向不同方向发生突变，即它可以突变为一个以上的等位基因。即它可以突变为一个以上的等位基因。复等位基因复等位基因：位于同一基因座位上的三个或三：位于同一基因座位上的三个或三个以上的等位基因。个以上

8、的等位基因。大多数是有害的大多数是有害的 致死突变致死突变 中性突变中性突变：控制一些次要性状基因，即使发生突变，控制一些次要性状基因，即使发生突变，也不会影响生物的正常生理活动，因而仍能保持其也不会影响生物的正常生理活动，因而仍能保持其正常的生活力和繁殖力，为自然选择保留下来。如正常的生活力和繁殖力，为自然选择保留下来。如水稻芒的有无水稻芒的有无等。等。不但无害，而且有利。如不但无害，而且有利。如抗倒、抗病、早熟抗倒、抗病、早熟等突变。等突变。亲缘关系相近的物种因遗传基础比较近似，往发生亲缘关系相近的物种因遗传基础比较近似，往发生相似的基因突变，称相似的基因突变，称突变的平行性突变的平行性。

9、由于突变平行性的存在，可以考虑一个物种或属所由于突变平行性的存在，可以考虑一个物种或属所具有突变类型，在近缘物种或属内也可能存在，对具有突变类型，在近缘物种或属内也可能存在，对人工诱变有一定的参考意义人工诱变有一定的参考意义 例如：玉米有高、矮秆变异类型，其它物种如水稻、例如：玉米有高、矮秆变异类型，其它物种如水稻、大麦、高粱、玉米等同样存在着这些变异类型。大麦、高粱、玉米等同样存在着这些变异类型。二、基因突变的分子基础二、基因突变的分子基础 自发突变(spontaneous mutation)：在自然状况下产生的突变。诱发突变（induced mutaion）：有机体暴露在诱变剂中引起的遗传

10、物质改变。（1）转换转换（transitions）：一个嘌呤被另一个嘌）：一个嘌呤被另一个嘌呤替换，或一个嘧啶被另一个嘧啶替换。呤替换，或一个嘧啶被另一个嘧啶替换。（2）颠换颠换（transversions）一个嘧啶被一个嘌呤）一个嘧啶被一个嘌呤所替换，或反过来。所替换，或反过来。（一）自发突变（一）自发突变(spontaneous mutation)一个碱基对被另一个碱基对替换造成的一个碱基对被另一个碱基对替换造成的DNA水平的改变成为水平的改变成为碱基替换碱基替换（base subtitution）A G T C 转换 颠换 图 21-1 转换与颠换 （3）移码突变）移码突变增加或减少一个

11、或几个碱基所造成的突变。增加或减少一个或几个碱基所造成的突变。新链 5 3 A G T TT C A A A A A C G 模板链 3 5 新合成链环出 5 3 5 T 3 A G T T A G T T T TT C A A A A C G T C A A A A A C G 3 A 5 3 5 模板链环出 新链上插入一个碱基 新链上缺失一个碱基 5 3 5 T 3 A G T T T T G C A G T T T T T G CT C A A A A C G T C A A A A A C G 3 A 5 3 5 图214 在DNA复制中由于DNA的错误环出自发产生碱基的插入和缺失 (

12、参考 Peter J.Russell:Genetics,3rd ed.,Fig18-8)大片段碱基的缺失或重复，如大片段碱基的缺失或重复，如E.coli乳糖发酵乳糖发酵调节基因调节基因 lac中四碱基重复序列。中四碱基重复序列。（4）缺失和重复）缺失和重复野生型野生型:5-GTCTGGCTGGCTGGC-3突变型突变型FS5:5-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3突变型突变型FS2:5-GTCTGGCTGGC-3突变热点突变热点（hot spots）：一个基因中比其它位点更）：一个基因中比其它位点更容易突变的位点。容易突变的位点。（1）脱嘌呤）脱嘌呤（depurination）：由于碱

13、基和脱：由于碱基和脱氧核糖间的氧核糖间的糖苷键糖苷键受到破坏受到破坏,从而引起一个鸟嘌从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来分子上脱落下来.2.自发损伤（自发损伤（spontaneous lesions）A ATGTC TACAG ATGTC ATGTC TACAG TACAG A ATGTC TACAG ATGGC TACCG A ATGGC TACAG ATGCC TACAG （2）脱氨基）脱氨基(deamination)：C脱氨基变成脱氨基变成U；A脱氨基变成脱氨基变成H，造成转换。，造成转换。NH2 O H H H N N Deamination H N O H

14、N O Cytosine Uracil Fig.21-Deamination of cytosine to uracil.A-T H-T H-C H-C A-T G-C G-C G-U A-UA-U G-C A-T 活泼氧化物如活泼氧化物如超氧基（超氧基（O2-），过氧化氢），过氧化氢（H2O2），氢氧基（），氢氧基（-OH）对对DNA本身的氧化本身的氧化损伤，也能引起突变。损伤，也能引起突变。（3）氧化性损伤碱基）氧化性损伤碱基（oxidatively damaged bases）5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶（BU）是）是胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)的结构类似物，的结构类似物，5-BU有酮式和烯醇式两种异

15、构体。有酮式和烯醇式两种异构体。酮式结构易与酮式结构易与A配对；烯醇式结构易与配对；烯醇式结构易与G配对。配对。（二）诱发突变（二）诱发突变(induced mutaion)1.诱变机制诱变机制（1）碱基类似物：）碱基类似物：AG A A G G T BUK BUE C 酮式 烯醇式 2-氨基嘌呤氨基嘌呤(2-AP)是腺嘌呤的类似物，是腺嘌呤的类似物，有正常状态和稀有状态两种异构体，有正常状态和稀有状态两种异构体，可分别与可分别与T和和C配对结合配对结合。当当2-AP掺入到掺入到 DNA复制中时，由于其异构体复制中时，由于其异构体的变换而导致的变换而导致A T G CA 2AP 2AP*GT

16、T C C 烷化剂烷化剂如如甲黄酸乙脂甲黄酸乙脂（EMS）,亚硝基胍亚硝基胍（NG）和）和芥子气等，它们的作用是芥子气等，它们的作用是使使DNA中的碱基发生烷化中的碱基发生烷化作用作用。（2）特异性错配：）特异性错配：某些诱变剂并不掺入某些诱变剂并不掺入DNA，而是通过改变，而是通过改变碱基结构使碱基错配。碱基结构使碱基错配。G O-6-E-G A T O-4-E-T C C T T A G G 烷化剂烷化剂的另一作用是的另一作用是脱嘌呤脱嘌呤，造成转换、颠换、断，造成转换、颠换、断裂或其他突变裂或其他突变 EMS使使G的第的第6位烷化位烷化，产，产生的生的O-6-E-G和和T配对，配对，导导

17、致致G C对转换成对转换成A T对对。G O-6-E-G A T O-4-E-T C C T T A G GEMS使使T的第的第4位上烷化，位上烷化，产生的产生的O-4-E-T和和G配对，配对，导致导致T A对转换成对转换成C G。吖啶类染料吖啶类染料:吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物似物 可嵌入到可嵌入到DNA双链或单链的碱基对之间，能引起单个双链或单链的碱基对之间，能引起单个碱基对的插入或缺失，造成碱基对的插入或缺失，造成移码突变移码突变。（3）嵌合剂的致突变作用：）嵌合剂的致突变作用：原黄素原黄素吖啶橙吖啶橙 (a)增加碱基 插入剂分子 模板链

18、 5 ATCAG TTACT3 新合成链 3TAGTC G AATGA5 068nm 随机选择碱基 嵌入插入剂处 下一轮复制 5 ATCAG C TTACT 3 3TAGTC G AATGA 5(b)缺失碱基 模板链 5 ATCAG T TACT3 新合成链 3TAGTC ATGA5 插入剂失去 后复制 插入剂 5 ATCAGTACT 3 3TAGTCATGA 5 图 21-15 插入突变导制碱基的增加(a)和减少(b)（4）辐射的诱导作用）辐射的诱导作用同一条单链内，影响复制时与同一条单链内，影响复制时与A的配对，中止复制；的配对，中止复制；双链之间，影响双链变性，并影响复制。双链之间，影响

19、双链变性，并影响复制。A.紫外线紫外线UV:形成嘧啶二聚体，如胸腺嘧啶二聚体，形成嘧啶二聚体，如胸腺嘧啶二聚体，B.电离辐射电离辐射：如：如X-ray、可引起碱基的降解或脱落，、可引起碱基的降解或脱落，A变成变成H;C变成变成T，出现转换。，出现转换。使鸟嘌呤使鸟嘌呤G脱落，脱落，SOS修复引入修复引入A,造成突变。造成突变。（5）黄曲霉的作用）黄曲霉的作用（1）同义突变同义突变（samesense mutation）不改变氨基）不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的简并性有关酸的密码子变化，与密码子的简并性有关.如如GAU/GACAsp.（2）错义突变错义突变（missense mutatio

20、n）碱基替换的结碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变果引起氨基酸序列的改变.（3）无义突变无义突变（nonsense mutation）编码区的单碱）编码区的单碱基突变导致终止密码子基突变导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)的形成的形成,使使 mRNA的翻译提前终止的翻译提前终止,形成不完全的肽链形成不完全的肽链.2.碱基替换的遗传效应碱基替换的遗传效应突变发生在基因编码区：突变发生在基因编码区：表 21-2 点突变的类型(以 Tyr 的密码子为例)无义突变同义突变错义突变DNA TACTAA,TAG RNA UAC UAA UAG aa Tyr Och AmbTAC TAT UAC UAU

21、 Tyr TyrTAC TCC UAC UCC Tyr Ser 含有其他蛋白的结合位点，突变可能会引起某含有其他蛋白的结合位点，突变可能会引起某些蛋白的结合造成影响，从而影响蛋白的表达。些蛋白的结合造成影响，从而影响蛋白的表达。突变发生在基因非编码区：突变发生在基因非编码区：动态突变动态突变：是在基因的编码区、：是在基因的编码区、3或或5-UTR、启动子区、内含子区出现启动子区、内含子区出现三核苷酸重复，及其三核苷酸重复，及其他长短不同的小卫星、微卫星序列的重复拷贝他长短不同的小卫星、微卫星序列的重复拷贝数数，在减数分裂活体细胞的有丝分裂过程中发，在减数分裂活体细胞的有丝分裂过程中发生扩增而生

22、扩增而造成遗传物质的不稳定状态造成遗传物质的不稳定状态。（三）动态突变（三）动态突变(dynamic mutaion)这种三核苷酸重复拷贝数增加，不仅可这种三核苷酸重复拷贝数增加，不仅可发生在上代的发生在上代的生殖细胞生殖细胞中而遗传给下一中而遗传给下一代，而且在当代的代，而且在当代的体细胞体细胞中也可发生，中也可发生，并同样具有表型效应。并同样具有表型效应。一个个体的不同类型细胞或同一类型的一个个体的不同类型细胞或同一类型的不同细胞中，三核苷酸重复拷贝数也可不同细胞中，三核苷酸重复拷贝数也可以是不同的。以是不同的。重复拷贝数改变后的基因的可突变性重复拷贝数改变后的基因的可突变性(mutabi

23、lity)，将不同于拷贝数改变前的基因。，将不同于拷贝数改变前的基因。这不同于以往发现的基因突变。这不同于以往发现的基因突变。过去观察到的基因突变体仍然有着与其上代相过去观察到的基因突变体仍然有着与其上代相同的突变率，突变率是很低的，而且变动是很同的突变率，突变率是很低的，而且变动是很小的。小的。比如，编码血纤维原肽比如，编码血纤维原肽(400个氨基酸组成个氨基酸组成)的基的基因的突变率，估计是每因的突变率，估计是每20万年改变一个氨基酸，万年改变一个氨基酸，这些突变可说是这些突变可说是“静止的静止的”。由于三核苷酸扩增突变不同于此，所以称之为由于三核苷酸扩增突变不同于此，所以称之为动态突变动

24、态突变(dynamic mutation)。动态突变也可。动态突变也可称为称为基因组不稳定性基因组不稳定性(genomic instability)。这类突变可造成这类突变可造成基因功能丧失基因功能丧失或或获得异常改变获得异常改变的产物的产物，从而导致多种疾病，最初是在与，从而导致多种疾病，最初是在与人类人类神经系统疾病相关的基因神经系统疾病相关的基因中发现的。中发现的。在在DNA复制时，当模板复制时，当模板DNA含短重复序列时，含短重复序列时，可诱导复制滑动，即模板链及其拷贝发生位置可诱导复制滑动，即模板链及其拷贝发生位置的相对移动，即的相对移动，即滑动错配滑动错配，其结果使部分模板，其结果

25、使部分模板被重复复制或被遗漏，造成重复单位的增加或被重复复制或被遗漏，造成重复单位的增加或减少。减少。动态突变与人类疾病动态突变与人类疾病 除了都具有三核苷酸重复数目的异常增加外，除了都具有三核苷酸重复数目的异常增加外，致病基因序列之间没有同源性致病基因序列之间没有同源性。即使都是由即使都是由(CAG)n扩增引起的疾病，但病变扩增引起的疾病，但病变仅仅选择性的累及特定的细胞选择性的累及特定的细胞。遗传早现现象遗传早现现象：，在同一家系中，在传代过程：，在同一家系中，在传代过程中，重复序列拷贝数会逐代累加，子代发病会中，重复序列拷贝数会逐代累加，子代发病会提早，症状也逐代加重。提早，症状也逐代加

26、重。三、生物体的修复机制三、生物体的修复机制DNA损伤大体分为两大类损伤大体分为两大类 单个碱基改变单个碱基改变影响影响DNA 序列但不改变序列但不改变DNA 的的整体结构整体结构 结构受到干扰结构受到干扰可能对复制或转录产生物理性的损伤可能对复制或转录产生物理性的损伤（一）错配修复（一）错配修复（mismatch repair）修复在复制中的碱基错配修复在复制中的碱基错配利用利用甲基化甲基化区分区分old strand 和和new strandDam甲基化酶甲基化酶（Dam methylase）可使可使DNA的的GATC序列中序列中腺嘌呤腺嘌呤N6位位甲基化甲基化 MutS二聚体二聚体识别识

27、别并结合错配位点并结合错配位点 MutL二聚体结合二聚体结合MutS MutS移位到移位到GATC位点。位点。MutH在在GATC位位点切开非甲基化点切开非甲基化链链 外切酶外切酶从从GATC到到错配位点降解错配位点降解DNA 由由DNA聚合酶和聚合酶和连接酶合成并连连接酶合成并连接新链接新链（二）直接修复（二）直接修复(Direct repair)1.光复活修复光复活修复（photoreactivation repair）在可见光存在的条件下，在在可见光存在的条件下，在光复活酶光复活酶作用下作用下将将UV引起的嘧啶二聚体分解为单体的过程。引起的嘧啶二聚体分解为单体的过程。53 5 31.损伤

28、：损伤：形成形成嘧啶二聚体嘧啶二聚体2.光复合酶（光复合酶（PR酶）酶）结合于结合于损伤部位损伤部位h 3.酶吸收可见光切断酶吸收可见光切断嘧嘧啶二聚体啶二聚体之间的之间的C-C共共价键价键,使二聚体变成单体使二聚体变成单体4.修复后释放酶修复后释放酶2.O6-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤的的修复修复烷化剂引起的损伤烷化剂引起的损伤O6-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶甲基转移酶酶将甲基转移到酶将甲基转移到自身的自身的Cys残基残基上上甲基转移酶甲基转移酶失活失活，却刺激自身基因的表达。，却刺激自身基因的表达。（三）切除修复（三）切除修复（Excision-repair）1.概念概念:（核苷酸外

29、切修复核苷酸外切修复、暗修复暗修复）先在损伤的任何一）先在损伤的任何一端打开磷酸二酯键，然后外端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，缺口由修复性合成来填补，再由连接酶将其连接起来。再由连接酶将其连接起来。2.2.过程过程UvrA识别损伤部位识别损伤部位，并与并与UvrB结合结合UvrA释放释放，UvrC结合结合UvrC和和UvrB在损伤处在损伤处两端各打开一个缺口两端各打开一个缺口UvrD解链，释放伤链解链，释放伤链E.coli中的切除修复中的切除修复3.特异性切除修复特异性切除修复 不明显的损伤不明显的损伤不能使不能使DNA分子变形从

30、而被普通分子变形从而被普通切除修复系统识别，切除修复系统识别，需要特异性修复需要特异性修复。(1)糖基化酶修复糖基化酶修复：如果碱基损伤或错配，糖基：如果碱基损伤或错配，糖基化酶可作用于化酶可作用于N-糖苷键，使碱基释放，产生糖苷键，使碱基释放，产生无碱无碱基基(AP)位点位点,再由再由AP内切酶修复系统修复。内切酶修复系统修复。(2)AP内切酶修复系统内切酶修复系统：也由：也由内切内切、外切外切、聚合聚合和和连接连接四种酶活性来完成，以修复四种酶活性来完成，以修复AP位点。位点。结构缺陷结构缺陷核酸内切酶核酸内切酶切开切开核酸外切酶核酸外切酶切除切除DNA聚合酶聚合酶修复修复DNA连接酶连接

31、酶连接连接碱基缺陷或错配碱基缺陷或错配碱基丢失碱基丢失切开切开AP核酸内切酶核酸内切酶切除切除核酸外切酶核酸外切酶糖基化酶糖基化酶特异性切除修复特异性切除修复（四）重组修复（四）重组修复（recombination repair）1.概念概念:通过对通过对DNA的复制和同源链的重组，来的复制和同源链的重组，来完成对损伤部位的修复，又称完成对损伤部位的修复，又称复制后修复复制后修复。2.特点特点:修复过程伴随修复过程伴随DNA的复制和重组；的复制和重组；仅修复新合成的不完整的单链，原先的损伤单仅修复新合成的不完整的单链，原先的损伤单链仍然保留；链仍然保留；部分重组蛋白的精确性差，修复的出错率较高

32、。部分重组蛋白的精确性差，修复的出错率较高。3.重组修复过程：重组修复过程：(1)复制复制：以损伤单链为模板复：以损伤单链为模板复制时，越过损伤部位，对应位制时，越过损伤部位，对应位点留下缺口；未损伤单链复制点留下缺口；未损伤单链复制成完整双链。成完整双链。(2)重组重组：缺口单链与完整双链：缺口单链与完整双链中的母链重组，缺口转移到母中的母链重组，缺口转移到母链，使损伤单链的互补链完整，链，使损伤单链的互补链完整，损伤单链仍然保留。损伤单链仍然保留。(3)再合成再合成：转移后的缺口以新：转移后的缺口以新互补链为模板聚合补齐。互补链为模板聚合补齐。当当DNA损伤较大时损伤较大时(如产生很多的如

33、产生很多的T=T)，正，正常的常的DNA聚合酶复制到损伤位点时，其活性受聚合酶复制到损伤位点时，其活性受到抑制；到抑制；短暂抑制后短暂抑制后产生一种新的产生一种新的DNA聚合酶聚合酶，催化，催化损伤部位损伤部位DNA的复制，由于的复制，由于新的新的DNA聚合酶的聚合酶的修复校正功能较低修复校正功能较低，新合成的碱基错配频率较，新合成的碱基错配频率较高，高，易引起突变易引起突变。（五）（五）SOS修复修复SOS修复修复是在是在DNA分子受损伤的范围较大而且分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时出现的一种复制受到抑制时出现的一种应急修复作用应急修复作用。2.过程过程1.概念：概念：3.特点特点 修

34、复系统需要在修复系统需要在DNA分子受损伤的范围较大分子受损伤的范围较大而且而且复制受到抑制复制受到抑制时才能够启动。时才能够启动。修复系统修复系统对错配碱基的修复校正功能低下对错配碱基的修复校正功能低下，从而增加突变的频率。从而增加突变的频率。在紧急情况下，细胞通过一定水平的变异来在紧急情况下，细胞通过一定水平的变异来换取细胞的幸存，有利于细胞逃生。换取细胞的幸存，有利于细胞逃生。4.SOS系统的启动系统的启动 A.SOS基因基因：recA基因、基因、UvrA、UvrB、UmuC等，也称等，也称din基因基因(damage inducible gene)，为操，为操纵子的结构基因；纵子的结构

35、基因；B.lexA基因基因：产物是一种：产物是一种阻遏蛋白阻遏蛋白，正常情况，正常情况下结合在下结合在SOS系统各个基因的操纵子上，抑制基系统各个基因的操纵子上，抑制基因表达；因表达；C.recA基因基因：应急状态下启动蛋白酶活性，：应急状态下启动蛋白酶活性，水水解解lexA蛋白，使蛋白，使SOS基因高效表达，基因高效表达，从而启动从而启动SOS修复系统。修复系统。1.着色性干皮病着色性干皮病(XP,xeroderma pigmentosum)位于位于1q的隐性基因控制，皮肤对阳光敏感伴随的隐性基因控制，皮肤对阳光敏感伴随神经系统疾病，由神经系统疾病，由切除二聚体能力的缺损切除二聚体能力的缺损

36、造成。造成。2.侏儒视网膜萎缩综合症侏儒视网膜萎缩综合症 由紫外线引起的由紫外线引起的DNA损伤的损伤的切除修复系统有缺陷切除修复系统有缺陷引起。引起。3.共济失调毛细血管扩张症共济失调毛细血管扩张症 4.早老症早老症（六）修复缺陷与人类疾病（六）修复缺陷与人类疾病着色性干皮病着色性干皮病本章小结本章小结一、基因突变的概说一、基因突变的概说*名词解释名词解释：基因突变、点突变、无效突变、渗漏突变、：基因突变、点突变、无效突变、渗漏突变、条件致死突变、隐性致死突变、显性致死突变、中性条件致死突变、隐性致死突变、显性致死突变、中性突变突变（一）基因突变的定义（一）基因突变的定义（二）自然界生物性状

37、突变现象（二）自然界生物性状突变现象（三）基因突变的时期（三）基因突变的时期：体细胞突变和生殖细胞突变：体细胞突变和生殖细胞突变*（四）突变的类型（四）突变的类型:形态突变、生化突变、失去功能形态突变、生化突变、失去功能的突变、获得功能的突变、致死突变、条件致死突变的突变、获得功能的突变、致死突变、条件致死突变*（五）突变的性质（五）突变的性质:*名词解释名词解释：转换、颠换、突变热点、同义突变、错：转换、颠换、突变热点、同义突变、错义突变、无义突变义突变、无义突变*（一）自发突变（一）自发突变（1）转换（）转换（2）颠换（）颠换（3）移码）移码突变（突变（4）缺失和重复）缺失和重复 2.自发

38、损伤：自发损伤：（1）脱嘌呤（）脱嘌呤（2）脱氨基（）脱氨基（3）氧化性）氧化性损伤碱基损伤碱基*（二）诱发突变（二）诱发突变 1.诱变机制：诱变机制：（1）碱基类似物（）碱基类似物（2）特异性错配（）特异性错配（3）嵌合剂的致突变作用（嵌合剂的致突变作用（4）辐射的诱导作用（）辐射的诱导作用（5）黄曲）黄曲霉的作用霉的作用 2.碱基替换的遗传效应：碱基替换的遗传效应：同义突变、错义突变、无义同义突变、错义突变、无义突变突变*二、基因突变的分子基础二、基因突变的分子基础三、生物体的修复机制三、生物体的修复机制*（一）错配修复（一）错配修复*（二）直接修复：（二）直接修复：光复活修复光复活修复*（三）切除修复（三）切除修复*（四）重组修复（四）重组修复*（五）（五）SOS修复修复（六）修复缺陷与人类疾病：（六）修复缺陷与人类疾病：着色性干皮病着色性干皮病、侏儒视网膜萎缩综合症、早老症侏儒视网膜萎缩综合症、早老症