遗传学第二章

1、遗传学第二章第1页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三突变(mutation)：包括基因突变和染色体畸变基因突变(gene mutation)：是指DNA分子中的核苷酸顺序发生改变，使遗传密码编码产生相应的改变，导致组成蛋白质的氨基酸发生变化，以致引起表型的改变。自发突变或自然突变(spontaneous mutation)：在没有人工特设的诱变条件下，由外界环境的自然作用或生物体内的生理和生化变化而发生的突变。突变频率很低。诱发突变(induced mutation)：人工运用物理、化学或生物的方法所诱导的突变。突变频率大大提高。生殖细胞突变(germinal mutat

2、ion)和体细胞突变(somatic mutation)称为突变体（mutant）：携带突变Gene的细胞或个体。称为野生型（Wild type）：未突变Gene的细胞或个体。基本概念第2页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三辐射诱变 紫外线：引起DNA同一条链上的相邻的两个嘧啶碱基共价结合，形成嘧啶二聚体。T=T 电离辐射：引起染色体断裂而产生缺失化学诱变 碱基类似物:渗入到新合成的子链中，引起碱基的转换 5-溴尿嘧啶(5-BU，与T相似)，2-氨基嘌呤(2-AP，与嘌呤碱基相似) 碱基修饰剂：对碱基进行化学修饰，引起转换。亚硝酸等 DNA插入剂:诱发移码突变。吖啶类染料

3、等诱发突变的分子机制第3页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三突变的分子基础碱基替换(base substitution)移码突变(frameshift mutation)动态突变(dynamic mutation)第4页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三碱基替换(base substitution)一种碱基被另一种碱基替换，又叫点突变(point mutation)。有两种形式：转换(transition)：DNA分子中一个嘌呤被另一个嘌呤替代或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。AG或TC颠换(transversion)：DNA分子中一个嘌呤被嘧啶替代或一

4、个嘧啶被嘌呤所替代。AT，AC，GT，GC 转换：嘌呤 嘌呤，嘧啶 嘧啶 颠换：嘌呤 嘧啶 突变种类第5页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三碱基替换的三类遗传学效应同义突变(samesense mutation)：碱基替换后的密码子仍然编码同一氨基酸的突变，不影响蛋白质的正常功能。错义突变(missense mutation)：碱基替换使一种氨基酸的密码子改变为另外一种氨基酸的密码子的突变。氨基酸序列的改变可能使蛋白质失活、部分失活或不影响其正常功能。无义突变(nonsense mutation)：编码氨基酸的密码子改变为终止密码子的突变。使蛋白质合成提前终止，可能产生无

5、功能的蛋白质。第6页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三移码突变(frameshift mutation) 在阅读框内增加或减少一个或几个碱基（不是3或3的倍数），使这一位点后的密码顺序发生改变，最后导致多肽链的氨基酸顺序发生改变。主要有以下两种情况：缺失突变(deletion mutation)： 缺失了一个大的DNA片段插入突变(insertion mutation)： 插入了一个大的DNA片段突变种类第7页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三动态突变邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数,在一代代传递过程中会发生明显的增加，如(CGG)n、(

6、CAG)n等，从而使（导致）某些遗传病的发病。该突变可遗传并产生表型效应引起疾病,多为神经系统疾病。代表疾病：Hutington舞蹈病(CAG)n、强直性肌营养不良,脆性X综合征(CCG)n。突变种类第8页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三同义突变 同义突变（Synonymous mutation）：由于密码子具有兼并性，单个碱基置换后密码子所编码的是同一种氨基酸 ，表型不改变。正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 同义突变 AGT CAG CAG CA

7、G TTT TTG CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro突变的分子生物学效应第9页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三错义突变 错义突变（Missense mutation ）：DNA分子中的碱基置换后，形成新的密码子，从而导致所编码的氨基酸发生改变，产生活性降低、无活性或无功能的蛋白质。正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 错义突变 AGT CAG CAG CAG TTT TCA CGT

8、AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Ser Arg Asn Pro突变的分子生物学效应第10页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三无义突变 无义突变（nonsense mutation）：是指DNA中碱基被置换后，使编码一个氨基酸的密码子变为不编码任何氨基酸的终止密码（UAA、UAG、UGA），肽链合成提前终止，产生短的、没有活性的多肽片段。正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 无义突变 AGT CAG CAG CAG TTT

9、TGA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe 终止Arg Asn Pro突变的分子生物学效应第11页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三终止密码突变 termination codon mutation 当DNA分子中的一个终止密码发生突变编码氨基酸的密码子，使多肽链的合成继续进行下去，一直延长至下一个终止密码子时停止，产生延长的异常多肽链，称延长突变（elongation M）。突变的分子生物学效应第12页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三移码突变 DNA编码序列中插入（增加）或缺失一个或几个碱基，其下游阅读框发生改

10、变，导致氨基酸顺序及蛋白质异常或无活性，称为移码突变。正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 移码突变（一个碱基缺失) AGT CAG CAG CAG TTT TAC GTA ACC CGT DNA Met Gln Gln Gln Phe Tyr Val Thr Argloss突变的分子生物学效应第13页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三整码突变是指DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子，导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插入或缺失点以后的氨基

11、酸序列不变，称整码突变(codon mutation)或称密码子插入或缺失。正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 插入一个密码子 AGT CAG CAG CAG TTT CAG TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Gln Leu Arg Asn Pro 缺失2个密码子 AGT CAG CAG CAG TTT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Asn Pro插入缺失突变的分子生物学效应第14页，共19页，

12、2022年，5月20日，20点16分，星期三正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs动态突变 （CAG三核苷酸重复） AGT CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG DNA Met Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln AAs 动态突变正常人:n=650 多态受累个体:n.50 copies 多者几百1000copies随着世代传递长度增加,发病年龄提前,病情加重.突变的分子生物学效应第15页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三第七节 基因组印记由表观遗传修饰决定的，来源于双亲 (Parent-of-origin) 的特异性表达的基因。A. 两个等位基因中只有一个印记基因表达B. 可遗传的修饰，并且不改变基因序列的组成由双亲基因组功能的不对称性所决定父系印记基因: 来自父系的等位基因的表达被抑制来自母系的等位基因表达母系印记基因:来自母系的等位基因的表达被抑制来自父系的等位基因表达第16页，共19页，2022年，5月20日，20点16分，星期三第八节 DNA损伤