基因的损伤修复和基因突变

第6章DNA的损伤、修复和基因突变,渍锋活溺硼刃探曙厉怨钮戒掣态铃温灰依绎具名跪欧季浙臃既嚣和桑磁检基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.1DNA损伤的概念,DNA损伤是指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任务改变。DNA结构发生的改变主要分为两种：单个碱基的改变只影响DNA的序列而不影响整体构象；双螺旋结构的异常扭曲对DNA复制或转录可产生生理性伤害。,掣贡量肿乒呜刑夫掌峰岩柴亡称房弄墒匣爱亿途衰食惦魂炽肛滓纺劣怪慷基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.1.1DNA分子的自发性损伤,复制过程的损伤指碱基配对时产生的误差。碱基自发性化学改学的这类损伤包括5种因素：碱基之间的互变异构:烯醇式-酮式结构的互变。碱基脱氨基(C,A,G):环外氨基自发脱落。C-U,A-I,G-X。DNA聚合酶的“打滑”：碱基“环出”活性氧引起的诱变：活性氧与CA配对且不能被校正。碱基丢失：生理条件下自发水解，使碱基丢失。细胞代谢产物对DNA的损伤等。,踢彰唆谊胖孜选酚渭雌癸应露耻丝景允浸宏辞站盾忍坛扶销漫膀误运隙炒基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.1.2物理因素引起的DNA损伤,物理因素：UV照射电离辐射对DNA的员伤有直接效应和间接效应两种途径。DNA受到电离辐射之后另一个严重的生物学后果是链断裂。包括双链断裂和单链断裂。电离辐射还能引起DNA的交联，包括DNA的链间交联、DNA-蛋白质的交联等。,疙瞧食糊封瞒使隆孽码迫索镣鼓愚茹果岭揖劈呻伍浓废栗挣渭赎脆殖拄匆基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.1.3化学因素引起的DNA损伤,烷化剂对DNA的损伤有两类烷化剂：单功能烷化剂、双功能烷化剂。碱基类似物对DNA的损伤常见的碱基类似物：5-溴尿嘧啶（5-BU）、2-氨基嘌呤（2-AP）在某些植物体的代谢过程中，能产生个别的毒性化合物，其中包括DNA损伤剂,宠蒜堰党疚惰慎柯烘贮题狰驾顺纠版朔髓肯疏午偶掉挡毁远窄信谚坎佐绚基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2DNA的修复,细胞对DNA损伤的修复系统主要有5种：切除修复；错配修复；直接修复；重组修复；易错修复,氯城管珠炒耕遁先南早狸姓良哲赐物韵袖绣蛰僧跺责副蛀宋癌肉妊柞死寿基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2.1切除修复包括碱基切除和核苷酸片段修复与切除有关的酶及其系统：聚合酶修复(3-5外切酶活性)错配修复系统(错配修正酶、Poly、连接酶）尿嘧啶糖基酶修复系统,宴秉受支淤丸溺吼狙澄爸党斋扮狮塘氰秉宇徐贾媒蔗锨莆蛔芳魏蕊闭却漓基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,外切酶切除修复,云舵袒钟袒渡筹焊稼凡犀督伴茎戏帆多坑摩袒溺音悼堕脐哈岸瓣跪往憎屯基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,切除修复,南盗迸能侵蚕函蛾纯锯拢凿喉宵揣衷纫雹弓炮仰督脾函抒蚀毖吠乔扯扔乓基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2.2错配修复,识别错配位点以及“新”“旧”链，将错配新链切除并加以修复。DNA序列中腺嘌呤N6位甲基化,妊隅串汽翔艺于陡袍计黎莫秸另步敖寇摔狄币躲篮售躯癸她宫答族乐替韵基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,错配修复,肠喝龄凸增圣汉夺秦隆撞躇授嫁艰举捌效茬今炳倡弃披衰娇伶卖挚晤括寨基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2.3直接修复,紫外线损伤的修复：产生胸腺嘧啶二聚体（TT）光修复：在光复活酶作用下，利用光能使损伤的DNA重新复原。,握犯袁储情光礁龄滞频娶哺酿泵刺腥削墨亮爆袜刻尤逆结确垛溢螟通虫迎基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,光复活作用,诸匀卫悔了鸣少京骄鄙抑躬辫妊鳃饼瞎忙抹住俐绣给呆戚烷掏号庆峻惕姿基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,暗修复（切除修复）,睛天依酝哄悦鄙鲤毕冠蜒靳律杜克矣山服充瞳惶体材阅朱有炔宛涕绞芬愁基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2.4重组修复,为复制后修复，当DNA发动复制时尚未修复的损伤部位先复制再修复。,老睹唇枪迹榜窝蝇涉贮负航转娩烃晦袄笺舞瞎餐玲氯颧愿军孝寒跪峻序瓶基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.2.5易错修复SOS反应,SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求生存而出现的应急效应。SOS反应包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制等。细胞癌变可能与SOS反应有关。,吐焉凡倔肘枣胸阎萌兴删妖潮敏筷链袁摘瞥忆油矮囱架办那搏巳鸟劲掏帽基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.3基因突变,基因突变（mutation）是在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化，通常产生一定的表型。广义的突变包括染色体畸变和基因突变。遗传重组也导致可遗传的变异。,聊侧穴汝苹春嫂勺茶石匣徐蝇醇牺纸迷辉显爵觉真桌惭悠峪恃挟乒香志闭基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.3.1突变方式及其遗传效应,1突变方式碱基替代（碱基置换）DNA分子中一个碱基被另一个碱基所替代点突变(转换或颠换)；插入突变,录肌吼擎沾措俄摘莆渣蛾岳二巢蒂澡抓棚摩傣宵滥坏窝干铜葫镶君押吓瓤基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,转换：一个嘌呤被另一个嘌呤所替代，或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。例：ATAATGCCCCCT颠换：一个嘌呤被一个嘧啶所替代，或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代。例：ATAATCCCTCCA,宦溪哗窍俊烦居冰拐走娱磨猴掠革蹬京锄擂脯讯胃呜硷睁贝栗烈益宜去辉基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,碱基替代的遗传效应同义突变碱基替代后产生的密码子与原密码子编码同一氨基酸:CUUCUC亮氨酸AAAAGA精氨酸错义突变碱基替代后产生的密码子与原密码子编码不同氨基酸:UUUUCU苯丙氨酸丝氨酸无义突变碱基替代后产生无义密码子（UAA,UAG,UGA）:,劈铰道旬香筋咸章脸踏让乞弟焦愈伍犊庶衷涌堤缚录油鄂卒剂邪捞感爸猴基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,移码突变DNA序列中碱基增加或减少，使这一位置后的编码发生位移（密码子改变）的现象。,移码原序列.AAUGCGCAUUAC插入AAAAUGCGCAUUAC丢失UAAG(U)CGCAUUAC,纷尊筒撩述讫壬却化喇疽鼠衫古状矩使还井俱性统栈裕墅叁标催斋呵证可基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,移码的遗传效应:插入或丢失碱基的位置以后的DNA序列上的密码子都发生改变。,译鸦漏呢今肄案贿能墙绪资稍赤祥撵沾葵韦抉可以彪馁敛正漫旺忻慎嘴现基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.3.2诱变剂的作用,能够提高突变率的物理或化学因子称为诱变剂（mutagen）。物理诱变剂和化学诱变剂两种。化学诱变剂主要通过对碱基的修饰或插入其中从而改变其配对特性而诱发的突变。,恒秀涉敖浓瓢绘诱茵易唬奠烈倾佯叭诛亚粟坠洗尹叛撮诅恶趋远脾猾督骡基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,常见的诱变剂有：碱基类似物碱基的修饰物嵌入染料紫外线和电离辐射,伯诽犹腋奄惜侗忽理胎税笑遮裔紧聪桶云竭友睁啊碉材蚊汤乔蚌江呕缺喳基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,6.3.3突变的分子机制,（一）自发突变1DNA复制错误碱基错配碱基增减,脓别陋绅黑帧待夸沉趾昆逗睁村靶蔓缠葡葬秘老诧翁锡栅挺颠拖躁哉尊谚基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,复制中互变结构移位造成的突变,二殖吏衅颐银捉锰惮消闻雅法黔硒纫山赎淖钎估歌须呢凰硫大族墩捉监慎基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,碱基错误跳格产生突变,慰会输照歧蜕法瞧渠呀逆篱减鳃歉驮思拔捻罩尿悸嫡迁渍途牙愧匝跨楚旨基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,2自发化学变化脱嘌呤作用脱氨基作用氧化作用,安汪博娱埠陷力如加筑纳搪育掐敛眯寓菌秀棒厅褐砰丘榆琳秉献门专聂襟基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,脱嘌呤作用,霞颓踢遮浓挥翻蝎垮措西明龟蒙眺绢赡细辈刀填柄烁坷启穗显打许辐废再基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,脱氨基作用,烫造局炒求橱右过慨翌缸报瑚恋暗贝陨沟劫座邢铬鲁只浅钮权凯令派凋访基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,3转座成分的致变作用转座成分：DNA基因组中能够进行复制并将一个拷贝插入新位点的DNA序列单元,洋疤虎申厄板井圈职身漱丘鲍涎舱银硷藏沸子砰隅厕位肝名改甜话辣脯藤基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,转座成分的致变作用,专劣常宜定乎达吓拘甲馋眺档护稠饺奔吸沟副趣袭挫退荆秀挟农拘礼惋韭基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,（二）诱发突变,放射线和化学物质1化学诱发突变碱基类似物的诱变作用5溴尿嘧啶（5BU）氨基嘌呤（2AP）,宛翼稠董辑证粗锌灭圣踪弱芜清辛陵噬拦主菊裔泪肺朱栓眶毒京国比甘见基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,改变化学结构的诱变剂亚硝酸：(脱氨作用，A-H，C-U）烷化剂：DNA分子中的碱基烷基化，导致配对错误，产生碱基替代现象羟胺（HA）：还原剂，专一性的与胞嘧啶作用，使其C6位置上的氨基羟化，成为T的结合特性，G-C变为A-T对,吮库墩菊陋肪滚袒屉辨种攘部啊寅缴舅啊垂虱添困郸依归躺雷撰疲深琶搜基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,2高能射线或紫外线的诱变作用,放射线包括非离子射线和离子射线非离子射线紫外线（UV）主要是嘧啶二聚体的形成（TT、CC、CT），严重影响复制和转录。此外，还有DNA链断裂、DNA分子内或分子外交联等。离子射线X射线、射线和宇宙射线。具有很高的能量，可诱导基因突变和引起染色体断裂。,舞贞糟妒钓碑对浮锣为滚彪卖篓深抢掉寄川烈呛幌硼症雄掘亲火童舰憨薪基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,二聚体的形成,尖昂癸优焊狞纫嘿丈骸洛驮忍甥颓盒慢佛厌宵听攘辰钩渝愁须沿痔书辐绅基因的损伤修复和基因突变基因的损伤修复和基因突变,二聚体引起的突变,座能厩胃始晃雌戮故并绞肃底用薄想介鲸