遗传变异基因突变

关于遗传变异基因突变第1页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第2页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第3页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第4页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第5页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三白化变异第6页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第7页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

苏格兰折耳猫又称弯耳猫、短耳猫、叠耳猫、塌耳猫等。这种猫并非刻意培育出来的，而是基因突变第8页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三基因突变：某一基因内部所发生的从一种等位形式改变为另一等位形式的变化，又叫点突变

第9页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三1.基因突变的类型和特征1）基因突变的类型根据突变引起的表型特征和生理生化特征分为以下几类：形态突变型：造成生物体外形发生改变的突变又叫可见突变，如：形态、大小、色泽的改变致死突变：造成个体死亡或生活力明显下降的突变

显性致死：杂合状态时就有致死作用隐性致死：纯合状态下才有致死作用第10页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三小鼠(Musmusculus)毛色遗传的隐性致死突变第11页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三条件致死突变：在一定条件下表现致死效应，其他条件下可以存活的突变例如：

T4噬菌体的温度敏感突变型在25℃时能在E.coli宿主中正常生长，形成噬菌斑，但在42℃时就不能这样。

第12页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致特定生化功能改变或丧失，如营养缺陷型例：链孢霉的氨基酸突变型＋某种氨基酸才能生长第13页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三失去功能突变：由于突变、消除或改变了基因的功能区，干扰了野生型对某种表型的活性功能

无效突变：完全丧失基因功能的突变渗漏突变：保留一些基因功能的突变获得功能的突变第14页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三2）突变的一般特征突变的稀有性突变率：一定数目配子中突变数目所占的比例

or一定数目的细菌在分裂一次过程中发生突变的次数

细菌噬菌体的突变率10-8～10-10，高等生物10-5～10-8第15页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三突变的随机性：突变可以发生在个体发育的任何时期体细胞突变和生殖细胞突变体细胞(突变)突变体细胞组织器官性细胞(突变)突变配子后代个体；第16页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三花色体细胞突变第17页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三不同颜色的牵牛花第18页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三柑桔体细胞突变第19页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三马铃薯薯块颜色变异苹果体细胞突变第20页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三突变的多方向性:突变可以向多个方向发生

构成复等位基因第21页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第22页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三突变的可逆性

正向突变：离开野生型等位基因的变化如：A+A或a+a

回复突变：回复到野生型的变化

抑制突变：某一座位上突变产生的表性效应被另一座位上的突变所抑制，使突变体又恢复为正常表型第23页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三基因的有利性与有害性有利：作物抗病性微生物的抗药性第24页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三1)大肠杆菌营养缺陷型的检出

完全培养基或补充培养基（存活）

基本培养基（死亡）完全培养基10-8~10-6合成缺陷型药物处理基本培养基2.基因突变的检测第25页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三大肠杆菌营养缺陷型的检出影印接种法（影印培养法Replica-platingtechnique）

E.coli诱变剂E.coli稀释→完全培养基Masterplate（主平皿）→基本培养基上（Replicaplate）

第26页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第27页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第28页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三2)真菌营养缺陷型的检出菌丝过滤法（可将野生型与突变型分离）诱变处理分生孢子菌丝分生孢子液体培养基通气培养未萌发的分生孢子棉花过滤除去菌丝缺陷性孢子、死孢子确定营养缺陷性

各种补充培养基培养需长时间萌发的野生型孢子死孢子已突变的孢子通气培养过滤除去菌丝第29页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三3）二倍体生物突变的检出根据后代性状的分离情况进行检出第30页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三4）果蝇突变的检出A性连锁基因隐性突变的检出

(ClB法、Muller-5)

第31页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三Muller-5法：

Muller-5品系:X染色体上有B(棒眼)Wa(杏眼)

倒位：可抑制X染色体的交换。

检出步骤:

第32页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三图第33页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三Ⅰ.

将待测的♂果蝇与纯合Muller♀果蝇杂交.Ⅱ.

将F1♀♂自交,目的是检查某一特定X染色体上的突变.

第34页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三Ⅲ.

观察分析F2：

①如果无X隐性致死突变预期

F2♂:♀=1:1表型比为简单的

1:1:1:1;②如果有X隐性致死突变预期

F2♂:♀=2:1表型比1:1:1;③如果有隐性非致死突变在F2♂中可见突变。第35页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三B常染色体突变——平衡致死系(Cy和S)

第36页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三P133－1图第37页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三观察分析F3：

a.如果有隐性致死突变，

F3只有一种类型，卷翅（或星状眼）

b.如无突变，

F3中除有卷翅(或星状眼)外，还有野生型

c.如有隐性非致死突变，

F3中除卷翅（或星状眼）外，还有突变类型。

检出特点：只能检出常染色体，且与平衡致死系同号染色体上的基因突变。第38页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三5）人类基因突变的检出

常染色体突变：借助蛋白质电泳技术，

DNA分子标记等性染色体突变：可根据性状表现检出

第39页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三人的突变的检出家系分析（pedigreeanalysis）和出生调查

第40页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三人的突变的检出下面是一个上眼睑下垂的家系，先证者的父母表型正常，说明是新产生的突变。第41页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三人的突变的检出目前用的较多的检出人类突变的另一方法，是筛选各种蛋白质或酶的微小变异：例如：镰型细胞贫血症患者基因型HbsHbs

血红蛋白（S）(SS)

正常为HbAHbA血红蛋白（A）（AA)

杂合体HbsHbA具两种血红蛋白的A和S(AS)A与S两种血红蛋白电泳的迁移率不同，通过电泳可以分辩第42页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三人的突变的检出第43页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三人的突变的检出分子水平：RFLP、AFLP等、基因组序列分析等。第44页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三3.基因突变的分子机制

自发突变：自然状况下产生的突变基因突变

诱发突变：由诱变剂引起的突变第45页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三1)基因突变的方式产生原因：复制错误、DNA损伤和转座作用等。根据突变发生在DNA结构或序列的变化可分为：

⑴碱基替换：一种碱基被另一种碱基替换转换：嘌呤→嘌呤；或者嘧啶→嘧啶颠换：嘌呤→嘧啶;或者嘧啶→嘌呤第46页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

⑵移码突变：增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。

⑶缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如E.coli乳糖发酵调节基因lacⅠ

中四碱基重复序列第47页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第48页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第49页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第50页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第51页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

根据碱基替换后氨基酸顺序是否发生改变可分为：⑴同义突变（samesensemutation）不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关.如GAU/GAC—Asp.⑵错义突变（missensemutation）碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变.⑶无义突变（nonsensemutation）编码区的单碱基突变导致终止密码子(UAG、UGA、UAA)

的形成,使mRNA的翻译提前终止,形成不完全的肽链.

⑷延长突变：碱基替换使终止密码变为编码某种氨基酸的密码子的突变

第52页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第53页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三如镰刀型贫血症：血红蛋白B链(146Aa)，6号氨基酸的替换,导致明显的表型症状。Glu→Val,若Glu→Asp则影响较小。第54页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第55页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三2)自发突变的分子机制造成DNA错误复制的原因：

碱基的互变异构作用

DNA复制过程中模板链或子链环出，造成子链的碱基缺失或增加，引起移码突变第56页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第57页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

自发化学损伤：自然产生的对DNA的损伤⑴脱嘌呤由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引起一鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来.⑵脱氨基作用

C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,H和G配对造成转换AA­T→→→H-T→→→H-C→→→H-C↘→A-T↘→G-CBG­C→→→G-U→→→A-U→→→A-U↘→G-C↘→A-T第58页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三图:脱氨基造成的碱基转换第59页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三⑶氧化损伤:

活泼氧化物如：超氧基（O2-），氢氧基（OH-）和过氧化氢（H2O2），对DNA造成损伤

G氧化成为GO，GO与A错配导致GCTA第60页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三3）诱发突变的分子机制（inducedmutaion）

由各种诱变剂（物理的、化学的）诱发的突变电离辐射原理：基因的化学物质(DNA)发生电离作用。碱基对、碱基结构破坏、改变基因突变；磷酸二酯键断裂、染色体断裂重接染色体结构变异。第61页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三电离辐射的作用：直接作用：DNA或染色体被射线作用产生电离或激发引起变异间接作用：细胞内物质吸收能量产生氧自由基，破坏DNA结构遗传效应：低剂量生长正常高剂量生长异常或死亡第62页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

非电离辐射紫外线的致突变作用紫外线使ＤＮＡ形成嘧啶二聚体，如T二聚体

第63页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第64页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

B化学诱发（inducedmutaion）

碱基类似物

eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的结构类似物，酮式结构易与

A配对；烯醇式结构易与G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A类似物)、

5-氟尿嘧啶、

5-氯尿嘧啶等。第65页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

酮式与A配对，烯醇式与G配对第66页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第67页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第68页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第69页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三改变DNA结构的化合物：亚硝酸、羟胺和烷化剂

亚硝酸：使腺嘌呤（A）变成次黄嘌呤(H)、胞嘧啶（C）变成尿嘧啶（U）H的配对特性象G，容易和C配对成H-C；U的配对特性象T，和A配对成A-U。在下一次DNA复制时完成AT→GC，GC→AT的转换。第70页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三返回第71页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第72页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三第73页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

羟胺：能使胞嘧啶（C）先变成羟氨基胞嘧啶，再经互变异构反应变成能与腺嘌呤配对的羟氨基胞嘧啶，导致

GC对变成了AT对，从而诱发了基因突变。第74页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

烷化剂：使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变

是目前应用最广泛而有效的诱变剂。最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)，甲基磺酸甲酯(MMS)、亚硝酸胍等。

第75页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三能和DNA起化学反应并能改变碱基氢键特性的物质：烷化剂、亚硝酸和羟胺等烷化剂(EMS、MMS)↓烷化作用↓碱基水解缺失↓转换与颠换第76页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三返回第77页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三

结合到DNA分子上的化合物：

吖啶类染料:吖啶橙、吖啶黄素、原黄素、溴化乙锭等碱基对的类似物，易造成移码突变。

第78页，讲稿共92页，2023年5月2日，星期三返回第79页，讲稿