第六章 遗传变异机理I 基因突变
第六章 遗传变异机理I 基因突变
第一节基因突变的分子础 、自发突变( (Spontaneous mutation) 包括DNA复制的错误和自发损伤 DNA复制错误 (1)转换突变( transition mutation) DNA中的碱基由一种异构体转变为另一种异构 体的互变异构作用会引起碱基错配:
一、自发突变(spontanueous mutation) 包括DNA复制的错误和自发损伤 1．DNA复制错误 （1）转换突变(transition mutation) DNA中的碱基由一种异构体转变为另一种异构 体的互变异构作用会引起碱基错配： 第一节 基因突变的分子础
(a)Standard base-pairing arrangements CH39-----H Thymine(keto) Adenine(amino) Cytosine(amino) Guanine (keto) (b)Anomalous base-pairing arrangements ----H Thymine(enol) Guanine (keto) Cytosine(imino) Adenine(amino) T烯醇式_G C亚胺式_A G烯醇式 C--亚胺式 互变异构作用会引起碱基错配
互变异构作用会引起碱基错配 T烯醇式----G T-----G烯醇式 C亚胺式----A C-----A亚胺式
个嘌呤被另一个嘌呤取代,或 个嘧啶被另一个嘧啶取代称转 在DNA复制 中一个G互 换突变。 ACGTC 野生型变成烯醇式 TGCAG G,从而与T 配对,在下 ACTG ACIATC 次复制时G 突变型 复 TGTAG TGITAG 回到稳定的 ACGTC制 酮式结构G 复制 TGCAG ACGTC野生型入到G对面 这时已掺 ACGTC TGCAG TGCAG 的T将与A配 对,由此引 第一代 ACTO 野生型|起GCAT TGCAG 的转换。 第二代
ACGTC TGCAG ACGtTG TGT AG ACGTC TGCAG ACGTC TGCAG AC ATC TG T AG ACGTC TGCAG ACGTC TGCAG 复 制 复制 第一代 第二代 突变型 野生型 野生型 野生型 在DNA复制 中一个 G 互 变成烯醇式 G t ，从而与T 配对，在下 次复制时 G t 回到稳定的 酮式结构 G ，这时已掺 入到G t对面 的T将与A配 对，由此引 起 GC→AT 的转换。 一个嘌呤被另一个嘌呤取代，或 一个嘧啶被另一个嘧啶取代称转 换突变
(2)颠换 transversion 个嘧啶被一个嘌呤取代 或一个嘌呤被一个嘧啶取代
（2）颠换transversion 一个嘧啶被一个嘌呤取代， 或一个嘌呤被一个嘧啶取代
(3)移码突变( Frame- shift mutations 经常发生在重复序列区。移码突变的模型: Addition Deletion 5CGTTTT 5. CTGAGAGA a) 3GCAAAAACGTAC (d) 3 GACTCTCTCTCTCTGCA 5C TTT 5.CTGAGAGA 3GCAAAAACGTAC 3 GACTCTCTCTGCA 5C T TTTTGCTAG 5. CTGAGAGAGACGT (c) 3GCAAAAACGTAC 3 GACTCTCTCTGCA
（3）移码突变(Frame－shift mutations) 经常发生在重复序列区。移码突变的模型： 5 , CGTTTT 3 , GCAAAAACGTAC 5 , C TTT 3 , GCAAAAACGTAC 5 , C T TTTTGCTAG 3 , GCAAAAACGTAC GT GT (a) (b) (c) 5,CTGAGAGA 3,GACTCTCTCTCTCTGCA 5,CTGAGAGA 3,GACTCTCTCTGCA 5,CTGAGAGAGACGT 3,GACTCTCTCTGCA CT CT Addition Deletion (d) (e) (f)
由于单个碱基的插入或缺失造成移码 突变( frame shift mutation) 半胱丝氨谷氨缬氨改变半胱精氨赖氨亮氨 DNA TGC TCG CAA GTT GA TGC CGC AAG TTG 读码框 ×× 缺失T 插入或缺失会造成其下游三联体密码子错读,生 成完全不同的肽链
由于单个碱基的插入或缺失造成移码 突变（frame shift mutation） 半胱 丝氨 谷氨 缬氨 改变 半胱 精氨 赖氨 亮氨 DNA TGC TCG CAA GTT GA TGC CGC AAG TTG ↓ 读码框 × × × 插入或缺失会造成其下游三联体密码子错读，生 成完全不同的肽链。 缺失T
2.自发损伤 除复制错误外,DNA自发性损伤造成突变 (1).细胞中经常发生脱嘌呤作用( depurination),使 脱氧核糖和碱基G或A连接的糖苷键被打断,从而失 去G或A,复制时在脱嘌呤位点对面插入碱基造成突 变 (2).脱氨基作用( deamination):如胞嘧啶C脱氨基后 形成了尿嘧啶U,在复制过程中将与A配对,从而引 起GC→AT转换突变 脱氨基 复制 GC—AU一AT一突变
2．自发损伤 除复制错误外，DNA自发性损伤造成突变 (1)．细胞中经常发生脱嘌呤作用(depurination)，使 脱氧核糖和碱基G或A连接的糖苷键被打断，从而失 去G或A，复制时在脱嘌呤位点对面插入碱基造成突 变。 (2)．脱氨基作用(deamination)：如胞嘧啶C脱氨基后 形成了尿嘧啶U，在复制过程中将与A配对，从而引 起GC→AT转换突变 脱氨基 复制 G C A U A T 突变
HH 脱氨基作用 O NO Cytosine Uracil HH H2c H2C H 5 脱氨基作用 5-Methylcytosine namine
N N N H H 脱氨基作用 O N N O O Cytosine Uracil N N N H H H3C O 5 1 脱氨基作用 5-Methylcytosine N N O H O H3C H Thymine
细胞中有一种修复酶识别DNA中的尿 嘧啶并将其切除,称尿嘧啶—DNA糖基 酶 5甲基胞嘧啶是发生GC→AT转换突变 的热点。因为5甲基胞嘧啶脱氨基后形成 的T不能被上述修复酶识别,因此不能被 修复
细胞中有一种修复酶识别DNA中的尿 嘧啶并将其切除，称尿嘧啶—DNA糖基 酶 5甲基胞嘧啶是发生GC→AT转换突变 的热点。因为5甲基胞嘧啶脱氨基后形成 的T不能被上述修复酶识别，因此不能被 修复