遗传物质的改变专家讲座

遗传物质改变遗传物质的改变专家讲座第1页第一节染色体畸变

（chromosomeaberrations）

一、染色体结构改变（1）缺失（deletion或deficiency）（2）重复(duplication)（3）倒位（inversion）（4）易位（translocation）

遗传物质的改变专家讲座第2页

缺失环遗传物质的改变专家讲座第3页

（三）.易位（translocation)1、概念及种类：（1）易位（translocation)：染色体片段转移到非同源染色体上去。（2）相互易位（reciprocaltranslocation)：非同源染色体相互交换染色体片段（3）非相互易位（nonreciprocaltranslocation):单向易位即转座(transposition)ABCDEFMNOPABCDOPMNEFABCDOPEFABCDEFMNOPMN遗传物质的改变专家讲座第4页1、

概念与类型：臂内倒位（pracentricinversion）臂间倒位（pericentricinversion倒位产生：（1)

染色体纽结、断裂和重接(2)转座因子可引发染色体倒位(3)自发倒位:沙门氏细菌相转变Mu噬菌体G片段倒位

2、检出：倒位环(inversionloop)遗传物质的改变专家讲座第5页

倒位环(inversionloop)遗传物质的改变专家讲座第6页

二.染色体数目改变1.染色体组与染色体倍性2.整倍体(euploid)1）.同源多倍体(autopolyploid)2）.异源多倍体(allopolyploid)3）.多倍体诱发4）.多倍体应用（1）三倍体无籽西瓜培育（2）异源八倍体小黑麦合成3.非整倍体(aneuploid)遗传物质的改变专家讲座第7页（一）染色体组与染色体倍性

（1）整倍体：整倍体（euploid)指是染色体数目变异呈成套数目标改变；（2）非整倍体：非整倍体(aneuploid)指是染色体数目变异不呈成套数目标改变，整倍体中缺乏或增加一条或几条染色体变异类型，遗传物质的改变专家讲座第8页（二）整倍体(euploid)单倍体(haploid)或称一倍体(monoploid):n二倍体(diploid):2n,多倍体(polyploid):三倍体(triploid)3n 四倍体(tetraploid)4n 六倍体(hexaploid)6n 八倍体(octploid)8n

遗传物质的改变专家讲座第9页1）.同源多倍体

含有3个以上相同染色体组细胞或生物称为同源多倍体(autopolyploid)，是由同种生物染色体加倍形成：遗传物质的改变专家讲座第10页2）.异源多倍体异源多倍体(allopolyploid):两个不相同物种杂交，其杂种后代经染色体加倍而形成多倍体。如萝卜甘蓝： 萝卜RR(2n=18)X甘蓝BB(2n=18) ↓ 中间杂种RB(2n=18):不育 ↓ 萝卜甘蓝RRBB(4n=36)：可育遗传物质的改变专家讲座第11页3）.多倍体诱发（1）物理方法：高温、低温、离心、超声波、嫁接、切断等（2）化学方法： 秋水仙素能够抑制细胞分裂时纺锤体形成，造成染色体加倍。遗传物质的改变专家讲座第12页3.非整倍体(aneuploid)

整倍体中缺乏或者额外增加一条或几条染色体变异类型：人类非整倍体21-三体：先天愚型(Down’ssyndrome):47xx/xy+2113-三体：Patau综合症:47xx/xy+1318-三体：Edwards综合症:47xx/xy+18遗传物质的改变专家讲座第13页遗传物质的改变专家讲座第14页IncidenceofDownsyndromebirthscontrastedwithmaternalage.

遗传物质的改变专家讲座第15页第二节基因突变基因突变(genicmutation)或点突变(pointmutation)I.基因突变概说II.基因突变性质III.基因突变检出IV.基因突变分子基础V.生物体修复机制遗传物质的改变专家讲座第16页按发生突变时间和细胞分类可发生在体细胞或生殖细胞中，两种突变有完全不一样后果。（1）体细胞突变(somaticmutations):“突变体区”(somaticmutant):在发育过程中，体细胞突变事件发生愈早，突变体区就会愈大，对表型影响就愈大。突变发生在一个不再分裂细胞中，它对表型影响可能被忽略。引发癌症突变:如发生在原癌基因则引细胞发生不可控制分裂从而造成肿瘤发生。体细胞突变普通不能遗传给后代。（2）生殖细胞突变(germinalmutation)：假如突变性细胞参加受精过程，那么突变基因就会传给下一代。如性连锁遗传血友病突变在欧洲王室经过维多利亚女皇在其整个家系中遗传。遗传物质的改变专家讲座第17页二.基因突变性质(1).稀有性:突变率(mutationrate)很低， 高等生物：10-5~10-10，细菌：10-4~10-10(2).随机性：(3)可逆性：①

正向突变(forwardmutations)②反向突变或回复突变(reverseorbackmutations)比如：大肠杆菌

his+4×10-8his-2×10-6

(4).多方向性：复等位基因（multipleallele) Aa1,a2,a3,……an例：ABO血型遗传:IA、IB→

i3个复等位基因

遗传物质的改变专家讲座第18页三、基因突变分子基础

按突变发生原因分类：自发突变(spontaneousmutation):在自然情况下发生突变。诱发突变(inducedmutation):有机体暴露在诱变剂中引发突变。1.自发突变分子机理:

自发突变可能由DNA复制错误,自发损伤等各种原因引发.1)DNA复制中错误:碱基替换(basesubstitution)DNA复制过程中,假如一对碱基被另一对碱基替换，造成DNA遗传信息改变。遗传物质的改变专家讲座第19页碱基替换能够分为转换和颠换:a.转换(transitions):嘌呤替换嘌呤,或嘧啶替换嘧啶

A

G或G

A

T

C或C

Tb.颠换(Tranversions):嘌呤替换嘧啶,或嘧啶替换嘌呤

A

CA

TC

A,T

Ac.移码突变（frame-shiftmutation）:在DNA复制中发生增加或降低一个或几个碱基对所造成突变。移码突变可造成蛋白质分子发生较大结构改变。ACGGCTTCAAAGAACAGGCTTCAAAGAACC遗传物质的改变专家讲座第20页遗传物质的改变专家讲座第21页

2.诱发突变：是由各种诱变剂（物理或化学）诱发突变。1）

碱基类似物：与碱基结构类似，可替换正常碱基掺入DNA分子，引发碱基替换。如5-溴尿嘧啶（BU）是胸腺嘧啶T类似物，可掺入DNA分子中。BU有两种互变异构体酮式和烯醇式。酮式与A配对，而烯醇式与G配对，这么很轻易引发G-C对与A-T正确相互转换。除BU外，5-溴脱氧尿苷（BrdU），5-尿嘧啶，5-氯尿嘧啶及其脱氧核苷。2-氨基嘌呤（2-AP）等都是碱基类似物。2）

烷化剂：经过改变碱基结构使DNA中碱基发生烷化作用，引发特异性错配，或脱嘌呤。包含芥子气，甲磺酸已酯（EMS），亚硝基胍(NG)等。如EMS,使GN位置带有已基（已烷化），成为7-已基鸟嘌呤，不与C配对而与T配对，使G-C转换成A-T。遗传物质的改变专家讲座第22页3）

嵌合剂：啶类染料分子为平面结构，大小与碱基对差不多，可插入DNA双链关键堆积碱基对之间，在嵌入位置引发单个碱基正确

加入或缺失，造成移码突变。如

啶橙，溴化已啶（EB），原黄素和黄素等。4）紫外线（UV）:可使DNA产生很多光生成物，如环丁烷嘧啶二聚体。5）电离辐射：使DNA分子发生氢键断裂，DNA单链或双链断裂，碱基或糖基损伤，DNA，蛋白质相互交联等。x射线，γ射线等，含有较高能量可引发原子电离，造成DNA损伤，基因突变和染色体结构变异。6）黄曲霉素B1(AFB1)：霉变花生等食物中含有大量AFB1，AFB1是一个强致癌剂。可在GN-7位形成一个加成复合物即产生无嘌呤位点，使G-C颠换为T-A，引发基因突变。可造成肝癌。遗传物质的改变专家讲座第23页３．基因突变对遗传信息影响1）碱基替换影响：单个碱基替换如发生在基因编码区，则会改变一个密码子，能够引发蛋白质一级结构中某个氨基酸改变。（1）同义突变(samesensemutation)：遗传密码含有简并性，有时碱基替换使密码子改变但并不改变氨基酸。如GAU→GAC，但仍是天冬氨酸，无突变效应，密码子简并性大大减弱了突变危害性，是DNA容错机制。（2）错义突变（missensemutation）：指碱基替换密码子改变引发氨基酸改变。错义突变使蛋白质一级结构改变，造成蛋白质活性和功效不一样程度改变。比如人镰刀性贫血症（HbS）;遗传物质的改变专家讲座第24页（3）无义突变（nonsensemutation):碱基替换使编码氨基酸密码子突变为终止密码子，转录出mRNA在翻译时提前终止，形成肽链