微生物的基因突变.ppt

1 第十章微生物的基因突变 MicrobialMutation 2 内容 突变的概念突变的类型和分离方法 自发突变的分子机制 诱发突变的分子机制 DNA损伤的修复 3 第一节突变的概念 4 一 突变和变异突变 mutation 可以通过复制而遗传的DNA结构的任何改变 变异 variation 由基因控制的 对环境具有适应性的表型差异 突变体 mutant 携带某一突变基因 并表现出相应表型的细胞或个体及其后代 5 二 基因突变的特点1 随机性2 稀有性3 可逆性4 可诱发性5 有突变热点 6 三 研究基因突变的意义认识基因的存在和功能研究复制 表达 基因表达调控生物育种 7 第二节突变体的类型和分离方法 8 一 突变体的类型1 形态结构突变体2 生理生化突变体3 抗性突变体4 其他突变体 9 二 突变体的分离和检测方法1 筛选 screen 2 选择 selection 3 富集 enrichment 反选择 10 影印平板筛选技术 灭菌丝绒覆盖的圆盘 主平板 使用某种诱变剂处理的细胞 影印平板 完全培养基 影印平板 无赖氨酸培养基 有菌落 无菌落 Lys 11 抗性选择技术 含药物的培养基 12 第三节自发突变的分子机制 13 DNA复制错误碱基的脱嘌呤或脱氨基作用转座因子重组错误碱基置换 转换颠换 点突变移码突变 缺失插入 染色体畸变 缺失 重复 倒位 易位 突变 14 一 DNA复制错误一 碱基互变异构体导致碱基置换酮式 烯醇式 氨基式 亚氨基式 15 碱基置换产生的效应 沉默突变UAC UAU Try 无义突变UAC UAG错义突变UAC AAC Try Asn 16 二 DNA环出或跳格导致移码突变插入碱基缺失碱基 新合成链环出 亲本链环出 增加碱基 减少碱基 17 移码突变产生的效应 编码区改变蛋白的阅读框非编码区改变蛋白的数量 18 二 碱基的脱嘌呤或脱氨基作用脱嘌呤 空位随机插入碱基 引起突变 脱氨基 如5mC T5mC GT A 19 突变热点与某一基因的核苷酸序列有关如5mC含量较多5mC GT A 基因上的距离 突变数 10203040 50100150200250300bp 脱氨基 20 三 转座因子转座导致基因改变 Tn 插入 gene 基因序列被破坏 mRNA 活性肽 无活性的肽 21 四 RNA基因组的突变许多病毒 RNA基因组突变速率是DNA基因组的1000倍以上除RNA复制酶的校正外 无过多修复机制 22 五 突变的回复和抑制同位回复突变回复突变基因内抑制异位回复突变 抑制突变 基因间抑制 置换抑制移码抑制 信息抑制互作抑制 23 一 基因内抑制1 置换抑制第一位置突变导致一氨基酸替换第二位置突变改变另一氨基酸 回复了蛋白质的构像 稳定性和活性如色氨酸合成酶TyrA蛋白 24 210位突变174位突变 25 2 移码抑制在移码突变的附近增加 删除 碱基 恢复蛋白质阅读框 26 二 基因间抑制1 信息抑制由于翻译信息的改变 而将正常氨基酸插入到突变位置 恢复蛋白功能如tRNA基因突变 3 GAU 5 GUA tRNATry 3 CAU 5 mRNA 27 2 互作抑制多亚基蛋白质的活性取决于 各亚基的一级结构 各亚基之间相互作用形成的高级结构 蛋白质相互作用 表型 基因型 野生型 突变型 互作抑制突变 A B A B A B 28 第四节诱发突变的分子机制 29 诱变剂 mutagen 化学 物理 生物 30 一 化学诱变剂一 碱基类似物如5 BrU 类似T5 BrU A5 BrU G结果 在复制中引入突变 AT GC原因 通过酮式和烯纯式转变而诱发突变 31 32 二 碱基修饰剂烷化剂 如甲基磺酸乙酯脱氨基诱变剂 如亚硝酸其他 如羟胺修饰碱基 强力诱变剂在复制中和静止中都可引入突变 33 三 插入诱变剂吖啶橙类 溴化乙锭 片状分子 插入到两碱基对之间 引起移码突变 34 四 体外定点诱变 invitrosite specificmutagenesis Oligonucleotidemismatchmutagenesis 35 36 五 诱变和致癌作用1 诱变剂的作用 Mutagenesisandcarcinogenesis2 诱变剂的检测 Amestest通过鼠伤寒沙门氏菌 Salmonellatyphimurium 组氨酸缺陷型 his 的回复突变来确定 37 Amestest 38 二 物理诱变剂非离子辐射 如紫外线辐射离子辐射 如X 射线 射线 39 紫外线诱变 碱基吸收峰260nm1 相邻的T交联 形成T T2 DNA聚合酶不能识别T T 将导致错误碱基的插入而引起突变 40 三 生物诱变剂参与诱变的生物大分子DNA分子 转座因子 病毒DNA等DNA重组酶修饰酶 41 转座因子诱变 如转座子Tn5和Tn10转座子标签技术 transposontagging 1 诱变 初筛突变体2 分离不同表型的突变体3 分离插入突变的基因 42 第五节DNA损伤的修复 43 光复活修复错配修复无碱基修复核苷酸和碱基切除修复复制后修复 44 一 光复活修复 photoreactivation 经紫外线照射后的微生物若立即暴露于可见光下时 可明显降低其死亡率 光复活修复 光解酶可见光打开T T 恢复单体 45 二 错配修复 mismatchrepair 在DNA复制后清除错配碱基 受甲基化调控1 甲基化酶 亲代链GATC甲基化 2 mutH mutL mutS 未甲基化链上的错配碱基 切开一缺口 3 外切核酸酶 切除 4 DNA聚合酶5 连接酶 46 错配修复 47 三 无碱基修复 APrepair 作用于DNA链上失去碱基的位置AP内切核酸酶 切除糖基 其他酶 48 四 切除修复 excisionrepair 可修复各种理 化DNA损伤 核苷酸切除 碱基切除 UvrABC酶类 切除T T 核苷酸片段等 其他酶 49 切除修复 50 五 重组修复 recombinationrepair 即复制后修复将另一母链上的正确序列转移到子代链的空缺处 另一母链的空缺再合成重组酶系其他酶结果 虽并不消除