第六讲 基因组进化 的分子基础
第六讲 基因组进化 的分子基础
基因组进化的分子基础: 突 变 重 组 转 座
基因组进化的分子基础: 突 变 重 组 转 座
1. 突变 1.1 突变的机制 ♦ 自发性损伤(复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、 自发脱碱基、 细胞的代谢产物对DNA的损伤) ♦ 物理因素引起的损伤(电离辐射、紫外线、热诱变等) ♦ 化学因素引起的损伤（烷化剂、碱基类似物、嵌入试剂等）
1. 突变 1.1 突变的机制 ♦ 自发性损伤(复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、 自发脱碱基、 细胞的代谢产物对DNA的损伤) ♦ 物理因素引起的损伤(电离辐射、紫外线、热诱变等) ♦ 化学因素引起的损伤（烷化剂、碱基类似物、嵌入试剂等）
1.1.1 自发性损伤 错配突变 纯化学的碱基配对差错率为：5％～10％ 为维持基因组的稳定性，DNA 的复制必须增 加几个数量级，提高DNA复制的精确性有2种 方法： ♪ 渗入碱基的筛选 ♪ 错配碱基的校正
1.1.1 自发性损伤 错配突变 纯化学的碱基配对差错率为：5％～10％ 为维持基因组的稳定性，DNA 的复制必须增 加几个数量级，提高DNA复制的精确性有2种 方法： ♪ 渗入碱基的筛选 ♪ 错配碱基的校正
碱基异构式引起DNA复制过程的错误-自发突变 碱基异构式: A(amino 氨基) A(imino 亚氨基) C(a) C(i) G(keto 酮式) G(enol 烯醇式) G(k) G(e,i) T(keto) T(enol-2’) or T(enol-4’) 误导渗入
碱基异构式引起DNA复制过程的错误-自发突变 碱基异构式: A(amino 氨基) A(imino 亚氨基) C(a) C(i) G(keto 酮式) G(enol 烯醇式) G(k) G(e,i) T(keto) T(enol-2’) or T(enol-4’) 误导渗入
碱基异构式引起DNA复制的错配 正确配对 A(a) T(k) G(k) C(a) 错误配对 A(a) C(i) G(k) T(e) A(i, anti) A(a, syn) A(i, anti) G(k, syn) G(e,i, anti) G(k, syn) G(e,i, anti) A(a, syn) A(i) C(a) G(e) T(k)
碱基异构式引起DNA复制的错配 正确配对 A(a) T(k) G(k) C(a) 错误配对 A(a) C(i) G(k) T(e) A(i, anti) A(a, syn) A(i, anti) G(k, syn) G(e,i, anti) G(k, syn) G(e,i, anti) A(a, syn) A(i) C(a) G(e) T(k)
A(a) T(k) A(a, anti) T(k, anti) C(i) C(a, anti) A(a) A(i, anti) 碱基异构式引起DNA的错配突变 C(i)a) G(k, syn) G(k, syn) G(k, anti) G(k)
A(a) T(k) A(a, anti) T(k, anti) C(i) C(a, anti) A(a) A(i, anti) 碱基异构式引起DNA的错配突变 C(i)a) G(k, syn) G(k, syn) G(k, anti) G(k)
滑序复制
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• 碱基类似物（Base analog） 2-氨基嘌呤(AP或2-AP) 2-Amino purine 5-溴尿嘧啶(BrU) 5-Bromine Uracil O O Br NH2 1.1.2 化学因素引起的损伤
• 碱基类似物（Base analog） 2-氨基嘌呤(AP或2-AP) 2-Amino purine 5-溴尿嘧啶(BrU) 5-Bromine Uracil O O Br NH2 1.1.2 化学因素引起的损伤
5-BrU : G : A 烯醇式enol Br OH H O Br 酮式Keto H O AGCTTCCTA TCGAAGGAT AGCTBCCTA TCGAAGGAT 酮式5-BrU的渗入 AGCTBCCTA TCGAAGGAT AGCTCCCTA TCGAGGGAT 第二轮复制 A·T→G·C 转变 AGCTBCCTA TCGAGGGAT AGCTTCCTA TCGAAGGAT 第一轮复制 酮式到稀醇 式的转变 烯醇式渗入为 G·C→A·T 转变
5-BrU : G : A 烯醇式enol Br OH H O Br 酮式Keto H O AGCTTCCTA TCGAAGGAT AGCTBCCTA TCGAAGGAT 酮式5-BrU的渗入 AGCTBCCTA TCGAAGGAT AGCTCCCTA TCGAGGGAT 第二轮复制 A·T→G·C 转变 AGCTBCCTA TCGAGGGAT AGCTTCCTA TCGAAGGAT 第一轮复制 酮式到稀醇 式的转变 烯醇式渗入为 G·C→A·T 转变