基因突变讲稿.ppt

关于基因突变课件第一页，讲稿共八十六页哦一一、基因突变的分类、基因突变的分类按照遗传物质结构的改变：碱基的置换、移码、缺失、插入突变：碱基的置换、移码、缺失、插入突变从突变的效应与野生型的关系：正向、回复突变正向、回复突变从突变所引起的遗传信息的意义改变：同义、错义、无义突变同义、错义、无义突变如果发生在调控区的突变有：组成型突变、启动子上升组成型突变、启动子上升/下降突变、下降突变、抗阻遏、抗反馈突变抗阻遏、抗反馈突变从突变所带来的表型改变分为：形态、致死或条件致死、生化突变型形态、致死或条件致死、生化突变型分分 类类 标标 准准突变产生的过程：自发、诱发突变自发、诱发突变第一节 基因突变的类型、符号和规律第二页，讲稿共八十六页哦基因突变的机制基因突变的机制 基因突变的原因是多种多样的，可以是自发的或诱基因突变的原因是多种多样的，可以是自发的或诱发的，诱变又可分为点突变和畸变。具体类型可归发的，诱变又可分为点突变和畸变。具体类型可归纳如下：纳如下：第三页，讲稿共八十六页哦v回复突变：突变体所失去的野生型性状可以通过第二次回复突变：突变体所失去的野生型性状可以通过第二次突变得到回复，这种二次突变就是回复突变。突变得到回复，这种二次突变就是回复突变。l 正向突变：改变野生型性状的突变。正向突变：改变野生型性状的突变。第四页，讲稿共八十六页哦基基因因突突变变的的特特征征随机性独立性稳定性可逆性稀有性二、基因突变规律二、基因突变规律第五页，讲稿共八十六页哦 三、基因突变类型三、基因突变类型 野生型菌株：从自然界分离获得的菌株，野生型菌株：从自然界分离获得的菌株，称之为称之为。基本培养基基本培养基(MM)(MM)：满足野生型菌株生长最：满足野生型菌株生长最 低营养要求的合成培养基。低营养要求的合成培养基。第六页，讲稿共八十六页哦（一）突变类型一）突变类型营养缺陷型：野生型菌株由于突变而丧失营养缺陷型：野生型菌株由于突变而丧失 了某种营养合成能力，而无法在基本培养了某种营养合成能力，而无法在基本培养 基上生长的变异类型。基上生长的变异类型。表示：表示：基基 因：因：hishis+，his his-；表表 型：型：His His+，His His-第七页，讲稿共八十六页哦 抗性突变型：抗性突变型：野生型菌株由于突变而产了对某些化学药物或野生型菌株由于突变而产了对某些化学药物或致死物理因子抗性变异类型。致死物理因子抗性变异类型。表示：表示：基基 因：因：strstrr r、strstrs s；tettetr r、tettets s；表表 型：型：Str Str r r ，Str Str s s第八页，讲稿共八十六页哦 条件致死突变型：条件致死突变型：某些菌株或病毒经基因突变后，在某种条件可生长某些菌株或病毒经基因突变后，在某种条件可生长并实现表型，而在另一条件却无法生长繁殖的突变并实现表型，而在另一条件却无法生长繁殖的突变类型。类型。(如温度敏感突变株：如温度敏感突变株：Ts）形态突变株形态突变株抗原突变株抗原突变株产量突变株产量突变株第九页，讲稿共八十六页哦突变株类型划分：突变株类型划分：-选择性突变株：营养缺陷型、抗性选择性突变株：营养缺陷型、抗性 突变型、条件致死突变型突变型、条件致死突变型 -非选择突变株：形态、抗原、产量非选择突变株：形态、抗原、产量 突变型突变型第十页，讲稿共八十六页哦四、基因符号表示v命名规则：命名规则：v1.1.根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母缩写成缩写成3 3 个小写斜体字母来表示。个小写斜体字母来表示。v2.2.不同的基因座，其中任何一个突变所产生的表型变不同的基因座，其中任何一个突变所产生的表型变化可能相同，其表示方法是在化可能相同，其表示方法是在3 3 个小写斜体字母后加个小写斜体字母后加上一个斜体大写字母来表示区别。如上一个斜体大写字母来表示区别。如RecombinationrecARecombinationrecA、recBrecB、recCrecC第十一页，讲稿共八十六页哦v3.突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。如如supE44 supE44 v4.4.某个基因或某个领域缺失时，在其基因型前面加上某个基因或某个领域缺失时，在其基因型前面加上“”表示。例如：表示。例如：lac-proAB lac-proAB 基因缺基因缺 失时它的基失时它的基因型表示为因型表示为(lac-proAB)(lac-proAB)。v5.融合融合 如如（ara-lacara-lac）表示）表示araara和和 laclac融合成新基因融合成新基因 v 第十二页，讲稿共八十六页哦五、突变率及其检出五、突变率及其检出突变率：突变率：某一细胞在每一世代中发生突变的几率。常用单位群体某一细胞在每一世代中发生突变的几率。常用单位群体中每一世代产生的突变株的数目来表示。五中每一世代产生的突变株的数目来表示。五第十三页，讲稿共八十六页哦v一个细菌分裂一次产生两个细菌，两个细菌再经一次分裂产生四个细菌，这时一个细菌开始总共经历了三个世代。细菌繁殖过程中的世代总数为细菌数减1.如果细菌总数和开始时的细菌总数相差很大，可以认为细菌总数就是世代数。v突变率（M2-M1）/(N2-N1)，其中M为抗性菌落数；N为不同时间的细菌数。第十四页，讲稿共八十六页哦v考虑到微生物分裂不同步，细菌总数就是世代数G的计算为：v G=(N2-N1)/ln2=(N2-N1)/0.693v突变率（M2-M1）*0.693/(N2-N1)第十五页，讲稿共八十六页哦v例如测定某一大肠杆菌对链霉素的抗性突变时，得到如下数据：接种细菌数为5.4105，测定时细菌数为31.4 108，抗性菌落数为24，则v突变率（）（M2-M1）*0.693/(N2-N1)=24*0.693/(31.4 108-5.4105)=0.52 10-8第十六页，讲稿共八十六页哦v如果是液体培养基，需要考虑细菌的分裂次数。v突变率（）=2（M2/N2-M1/N1）/(g2-g1)v由于突变次数的随即分布，平均突变率可用泊桑公式计算：v P0=e N 则=-lnP0/N第十七页，讲稿共八十六页哦v例如：在某一实验中，测得20支培养试管中有11支没有出现抗性突变细菌，每支试管的细胞数为：2108。v则有：P=11/22=0.55v=-lnP0/N=-ln0.55/2108=310-9第十八页，讲稿共八十六页哦突变株的检出及突变率的计算突变株的检出及突变率的计算 检出方法：检出方法：1）选择性突变株）选择性突变株-营养缺陷型营养缺陷型 -抗药性突变抗药性突变2）非选择性突变非选择性突变株株：第十九页，讲稿共八十六页哦第二节第二节 诱变剂与突变机制诱变剂与突变机制v诱变剂：能使突变率提高到自发突变水平以上的物理、化学和生物因素。v诱变机制：碱基置换突变移码突变插入/缺失突变第二十页，讲稿共八十六页哦碱基置换可以分为两类：转换和颠换前者是嘌呤到嘌呤，嘧啶到嘧啶的变化，后者是嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的变化。第二十一页，讲稿共八十六页哦碱基置换的诱变原理碱基置换的诱变原理Watson和和Crick认为认为酮式与烯醇式的互变氨基与亚氨基的互变碱基碱基碱基配对方碱基配对方式改变式改变自发突变10-610-10第二十二页，讲稿共八十六页哦碱基类似物碱基类似物5BrU5BrU的诱变机理和该假设的证明的诱变机理和该假设的证明酮式酮式烯醇式烯醇式一、碱基类似物的机制第二十三页，讲稿共八十六页哦烯醇式：与G配对 诱发G.CA.T 参入错误酮式 与A配对 诱发A.TG.C复制错误第二十四页，讲稿共八十六页哦v另一种碱基类似物：2-氨基嘌呤(AP)，类似于A 异构体：酮式 烯醇式 配对形式：AP=T APC 第二十五页，讲稿共八十六页哦二、碱基的化学修饰二、碱基的化学修饰1.Nitrous acid(HONO)第二十六页，讲稿共八十六页哦Nitrous acidcytosineuracil,guaninexanthineGX（黄嘌呤）adeninehypoxanthineAH（次黄嘌呤）（次黄嘌呤）A:TG:CH与C 配对G：CA：T 第二十七页，讲稿共八十六页哦is specific for cytosine,but only works in vitro(cannot enter cells).2.Hydroxylamine(NH2OH)第二十八页，讲稿共八十六页哦Alkylating agents are excellent donors of alkyl groups.3 3、烷化剂（、烷化剂（AlkylationAlkylation）the addition of alkyl groups to the bases of DNA(EMS)(NNG)(MMS)第二十九页，讲稿共八十六页哦EMS and MMS tend to ethylate(or methylate)N7 of guanine or N3 of adenine,which severely disrupts base pairing:第三十页，讲稿共八十六页哦是一种诱变作用特别强的诱变剂。可以使一个群体的任何一个基因的突变率高达1%。此外可以诱发邻近的位置的基因同时发生突变，即引起多位点的突变。亚硝基胍（N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine,NNG)：can in addition methylatethe O6 of guanine and the O4 of thymine第三十一页，讲稿共八十六页哦烷化剂对烷化剂对DNA的损伤机制的损伤机制一类亲电子的化合物，易与生物体中大分子的亲核位点起反应。烷化一类亲电子的化合物，易与生物体中大分子的亲核位点起反应。烷化剂的作用可使剂的作用可使DNA发生各种类型的损伤：发生各种类型的损伤：a.碱基烷基化：烷化剂很容易将烷基加到DNA链中嘌呤或嘧啶的N或O上，其中鸟嘌呤的N7和腺嘌呤的N3最容易受攻击，烷基化的嘌呤碱基配对会发生变化，例如鸟嘌呤N7被烷化后就不再与胞嘧啶配对，而改与胸腺嘧啶配对，结果会使GC转变成AT。b.碱基脱落：烷化鸟嘌呤的糖苷键不稳定，容易脱落形成DNA上无碱基的位点，复制时可以插入任何核苷酸，造成序列的改变。c.断链：DNA链的磷酸二酯键上的氧也容易被烷化，结果形成不稳定的磷酸三酯键，易在糖与磷酸间发生水解，使DNA链断裂。第三十二页，讲稿共八十六页哦vd.交联：交联：烷化剂有两类，烷化剂有两类，v一类是单功能基烷化剂，如甲基甲烷碘酸，只能使一个一类是单功能基烷化剂，如甲基甲烷碘酸，只能使一个位点烷基化；位点烷基化；v另一类是以双功能基烷化剂，化学武器如氮芥、硫芥等，另一类是以双功能基烷化剂，化学武器如氮芥、硫芥等，一些抗癌药物如环磷酰胺、苯丁酸氮芥、丝裂霉素等，某一些抗癌药物如环磷酰胺、苯丁酸氮芥、丝裂霉素等，某些致癌物如二乙基亚硝胺等均属此类，其两个功能基可同些致癌物如二乙基亚硝胺等均属此类，其两个功能基可同时使两处烷基化，结果就能造成时使两处烷基化，结果就能造成DNA链内、链内、DNA链间，链间，以及以及DNA与蛋白质间的交联。与蛋白质间的交联。第三十三页，讲稿共八十六页哦三、移码突变三、移码突变v定义：定义：DNA分子中一对或少数几对核苷酸的增加和缺失造成的基因突变。v引起移码突变的诱变剂引起移码突变的诱变剂：如吖啶橙，原黄素，吖黄素，可掺入DNA的碱基对之间，引起DNA双链错位v移码突变机制移码突变机制：第三十四页，讲稿共八十六页哦第三十五页，讲稿共八十六页哦四、辐射诱变热紫外线 UV电离辐射激光离子束诱变第三十六页，讲稿共八十六页哦 有效诱变范围：200300nm1.紫外线引起的紫外线引起的DNA损伤损伤lUV：非电离辐射型波长范围：136390nm诱变机制：DNA链的断裂DNA分子的交联C、U的水合作用嘧啶二聚体的形成第三十七页，讲稿共八十六页哦UV照射形成嘧啶二聚体第三十八页，讲稿共八十六页哦2.电离辐射引起的电离辐射引起的DNA损伤损伤直接效应是DNA直接吸收射线能量而遭损伤间接效应是指DNA周围其他分子(主要是水分子)吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤DNA。such as superoxide radicals(O2-),hydrogen peroxide(H2O2),and hydroxyl radicals(OH)第三十九页，讲稿共八十六页哦电离辐射可导致：a.碱基变化主要是由OH自由基引起，包括DNA链上的碱基氧化修饰、过氧化物的形成、碱基环的破坏和脱落等。一般嘧啶比嘌呤更敏感。b.脱氧核糖变化脱氧核糖上的每个碳原子和羟基上的氢都能与OH反应，导致脱氧核糖分解，最后会引起DNA链断裂。c.DNA链断裂这是电离辐射引起的严重损伤事件，断链数随照射剂量而增加 d.交联包括DNA链交联和DNA-蛋白质交联。2、电离辐射、电离辐射第四十页，讲稿共八十六页哦3、激光诱变、激光诱变激光：电磁波机制：辐射活化效应，使机体形态结构和代谢生理方面发生改变4、离子束诱变、离子束诱变v离子束的产生装置：离子注入机v机制：能量传递、动量交换、离子沉积和电荷积累。第四十一页，讲稿共八十六页哦MutagenMechanismTypes of mutations producedSpontaneousDNA replication and repair errors,spontaneous modification of nucleotidesAll types of mutations producedUV irradiationPyrimidine dimers induce error prone repair(SOS)Mainly G-C to A-T transitions,but all other types of mutations including deletions,frameshifts,and rearrangements at somewhat lower frequency2-aminopurine(2AP)Base analogA-T to G-C and G-C to A-T transitionsBromouracilBase analogG-C to A-T and A-T to G-C transitionsHydroxylamine(NH2OH)Alkylating agent,generates N4-hudroxycytosineG-C to A-T transitions when used in vitroN-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG)Alkylating agent,generates O6-methylguanineG-C to A-T transitions,multiple,closely spaced mutations commonEthylmethane sulfonate(EMS)(EMS)Alkylating agent,generates O6-methylguanineG-C to A-T transitionsEthylethane sulfonate(DES)Alkylating agent,induces SOS responseG-C to T-A transversions,other base substitution mutationsNitrous acidOxidative deaminationG-C to A-T and A-T to G-C transitions,deletions produced at a lower frequencyICR-191Intercalating agent,alkylacridine derivative that stabilizes looped out bases by stacking between themFrameshifts,mainly additions or deletions in runs of G or C第四十二页，讲稿共八十六页哦？抗药性的来源抗药性的来源抗性基因突变？生理适应？抗药性质粒的获得？抗药性质粒的获得？第三节、自发突变第四十三页，讲稿共八十六页哦v波动实验v涂布实验v影印实验抗药性突变的发生与药物无关抗药性突变的发生与药物无关第四十四页，讲稿共八十六页哦实验结果证明两套平板上耐噬菌体菌落数差异很实验结果证明两套平板上耐噬菌体菌落数差异很大，从而证实细菌自身发生突变，而外界条件仅大，从而证实细菌自身发生突变，而外界条件仅起选择作用。起选择作用。波动实验波动实验第四十五页，讲稿共八十六页哦第四十六页，讲稿共八十六页哦v然而，仍有学者对上述实验的统计学意义特异议。1952年Lederberg设计了影印培养(Replica plating)。第四十七页，讲稿共八十六页哦平板影印培养试验平板影印培养试验 (Lederberg)(Lederberg)第四十八页，讲稿共八十六页哦v其方法为将对链霉素敏感的大肠杆菌大量接种于营其方法为将对链霉素敏感的大肠杆菌大量接种于营养琼脂平板上，培养后细菌在培养基上均匀的长出养琼脂平板上，培养后细菌在培养基上均匀的长出菌苔层，然后用灭菌的丝绒复盖在一块与平皿同样菌苔层，然后用灭菌的丝绒复盖在一块与平皿同样大小的木块上轻轻影印，使细菌菌落全部转移到丝大小的木块上轻轻影印，使细菌菌落全部转移到丝绒面上。另取含有链霉素的琼脂培养平板，将丝绒绒面上。另取含有链霉素的琼脂培养平板，将丝绒面再印在其上，从而获得与原始平板完全相同的复面再印在其上，从而获得与原始平板完全相同的复制平板。将此平板培养，耐药的菌落出现后，通过制平板。将此平板培养，耐药的菌落出现后，通过比较，可从原始平板的相应部位刮取菌苔转种至液比较，可从原始平板的相应部位刮取菌苔转种至液体培养基中，增菌后，重复制备原始平板与影印平体培养基中，增菌后，重复制备原始平板与影印平板。经过数次重复后，则可获得一株完全没有接触板。经过数次重复后，则可获得一株完全没有接触过链霉素的高度耐链毒素的突变株，表现为原始平过链霉素的高度耐链毒素的突变株，表现为原始平板上全部菌落与含链霉素平板上的菌落吻合。这一板上全部菌落与含链霉素平板上的菌落吻合。这一实验雄辩地证明了链霉素仅起选择作用。实验雄辩地证明了链霉素仅起选择作用。第四十九页，讲稿共八十六页哦v二、自发突变的主要原因自发突变的主要原因v1.互变异构和环出效应互变异构和环出效应v2.微生物自身所产生的诱变物质的作用微生物自身所产生的诱变物质的作用v3.背景辐射和环境诱变背景辐射和环境诱变第五十页，讲稿共八十六页哦抗药性突变以一定的突变率发生在个别细菌中。每一个细胞发生突变的频率几乎是随机的，但是突变的频率仍然有一定的规律性规律性：不同的细菌均以一定的频率发生某一突变,同一细菌也将以一定的频率发生不同的突变。l突变是随机的突变是随机的l突变率：每一细胞每一世代中发生突变的机率。突变率：每一细胞每一世代中发生突变的机率。三、自发突变的规律三、自发突变的规律第五十一页，讲稿共八十六页哦对于各种药物的抗性突变的发生彼此独立无关v抗药性是一种数量性状，有单基因决定的，如链霉素；抗药性是一种数量性状，有单基因决定的，如链霉素；也有多基因决定的，如青霉素和氯霉素也有多基因决定的，如青霉素和氯霉素l各个抗性突变的发生是独立无关的。各个抗性突变的发生是独立无关的。巨大芽孢杆菌对异烟肼抗性突变的突变率是510-5，对氨基柳酸抗性突变的突变率是110-6，兼抗两者的突变体是810-10大约是两者的乘积。突变对细胞来讲是随机的，突变对Gene也是随机的。第五十二页，讲稿共八十六页哦抗药性突变型的稳定性及回复突变v稳定性：稳定性：无无药药物物存存在在时时，抗抗药药性性能能稳稳定定保保持持和和遗遗传传。以以此此可可以区别抗性是由于基因突变还是生理适应。以区别抗性是由于基因突变还是生理适应。v抗药性突变的回复突变：频率同样很低抗药性突变的回复突变：频率同样很低抗药性突变的突变率可通过某些理化因素的处理而提高抗药性突变的突变率可通过某些理化因素的处理而提高v自发突变自发突变 没有接触诱变剂而发生的突变没有接触诱变剂而发生的突变v诱发突变诱发突变 接触诱变剂而发生的突变接触诱变剂而发生的突变v自发突变与诱发突变有没有本质的区别？没有自发突变与诱发突变有没有本质的区别？没有第五十三页，讲稿共八十六页哦突变不完全是个随机的过程v突变热点(hotspots of mutation）从理论上讲，DNA分子上每一个碱基都可能发生突变，但实际上突变部位并非完全随机分布。vDNA分子上的各个部分有着不同的突变频率，即DNA分子某些部位的突变频率大大高于平均数，这些部位就称为突变热点v无论是自发还是诱发突变中都有热点存在。第五十四页，讲稿共八十六页哦突变热点产生的原因v5甲基胞嘧啶（MeC）的存在，MeC脱氨氧化后生成T，引起GMeCA-T转换；短的连续重复顺序处容易发生插入或缺失突变；有的与突变剂种类有关，如DNA顺序中某个碱基对突变剂更敏感，有的则相反。v 相邻碱基对的影响：CAA CAG 谷氨酰胺 3倍 赭石 UAA UAG 琥珀 33倍 乳石UGA UGG第五十五页，讲稿共八十六页哦第四节 DNA损伤的修复第五十六页，讲稿共八十六页哦l光复活作用l切除修复l重组修复lDNA聚合酶的校读作用l错配修复lSOS修复l适应性修复校正修复校正修复已知的修复系统有以下几种：第五十七页，讲稿共八十六页哦1.光复活修复v类似的修复酶广泛存在于动植物中，人体细胞中也有发现lUV引起的DNA损伤，由于可见光的照射而得以恢复的现象。l细菌DNA光解酶(photolyase)第五十八页，讲稿共八十六页哦photolyase第五十九页，讲稿共八十六页哦 修复DNA损伤最为普遍的方式，对多种DNA损伤包括碱基脱落形成的无碱基位点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等都能起修复作用。这种修复方式普遍存在于各种生物细胞中，也是人体细胞主要的DNA修复机制。主要有两种形式2.切除修复切除修复(excision repair)第六十页，讲稿共八十六页哦n n为普遍的无差错的修复机制。有两种形式：n n核苷酸切除修复（如E.coli中的UvrABC内切核酸酶识别并切除嘧啶二聚体和其他大块损伤，缺口可由DNA聚合酶和连接酶填补）。n n碱基切除修复。如专一的DNA糖基化酶识别修饰碱基，切除修饰碱基与糖基间的N糖苷键，留下一个脱嘌呤或脱嘧啶的AP位点，自发碱基丢失也可以产生AP位点。AP内切核酸酶在该位点切开DNA，缺口可由DNA聚合酶和连接酶填补。第六十一页，讲稿共八十六页哦切除修复切除修复第六十二页，讲稿共八十六页哦核苷酸切除修复1.An endonuclease cleaves DNA a precise number of bases on both sides of the lesions(UvrABC endonulcease removes pyrimidine dimers)2.Excised lesion-DNA fragment is removed3.The gap is filled by DNA polymerase I and sealed by ligase第六十三页，讲稿共八十六页哦（碱基切除修复碱基切除修复DNA glycolasescleaves apurinic or pyrimidine site DNA polymeraseDNA ligaseDNA repaircleaves N-glycosylic bondAP endonuclease35 cleavage and&53 synthesis 第六十四页，讲稿共八十六页哦修复过程需要多种酶的一系列作用，基本步骤为：首先由核酸酶识别DNA的损伤位点，在损伤部位的5侧切开磷酸二酯键。不同的DNA损伤需要不同的特殊核酸内切酶来识别和切割。由53核酸外切酶将有损伤的DNA片段切除。在DNA聚合酶的催化下，以完整的互补链为模板，按53方向DNA链，填补已切除的空隙。由DNA连接酶将新合成的DNA片段与原来的DNA断链连接起来。这样完成的修复能使DNA恢复原来的结构。第六十五页，讲稿共八十六页哦3.重组修复(Recombination Repair)某些情况下没有互补链可以直接利用，例如在DNA复制进行时发生DNA损伤，此时DNA两条链已经分开，其修复可用重组方式：受损伤的DNA链复制时，产生的子代DNA在损伤的对应部位出现缺口。另一条母链DNA与有缺口的子链DNA进行重组交换，将母链DNA上相应的片段填补子链缺口处，而母链DNA出现缺口。以另一条子链DNA为模板，经DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填补母链DNA的缺口，最后由DNA连接酶连接，完成修补。第六十六页，讲稿共八十六页哦重组修复图示重组修复图示第六十七页，讲稿共八十六页哦 重组修复重组修复不能完全去除损伤，损伤的DNA区段仍然保留在亲代DNA链上，只是重组修复后合成的DNA分子是不带有损伤的，但经多次复制后，损伤就被“冲淡”了，在子代细胞中只有一个细胞是带有损伤DNA的。第六十八页，讲稿共八十六页哦4 DNA聚合酶的校读作用v作用：校正DNA复制过程中出现的差错。v参与反应的酶：DNA聚合酶 53聚合酶活性 35外切核酸酶活性 53外切核酸酶活性（DNA聚合酶）尿嘧啶-N-糖苷酶：切除U第六十九页，讲稿共八十六页哦（mismatch repair，MMR）：在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式 如何识别亲代链与子代链？5、错配修复第七十页，讲稿共八十六页哦第七十一页，讲稿共八十六页哦6.SOS修复(SOS Repair)SOS修复是指修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复目的只是修复方式，修复目的只是能能维持基因组的完整性维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-prone repair），使细胞有较高的突变率。），使细胞有较高的突变率。第七十二页，讲稿共八十六页哦v1.损伤不能被切除修复或重组修复损伤不能被切除修复或重组修复v2.损伤诱导产生的一整套的特殊损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶聚合酶SOS修复酶类。修复酶类。v3.SOS修复酶补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了修复酶补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存双链的完整性，使细胞得以生存v4.留下错误较多留下错误较多v5.需要的修复酶很多需要的修复酶很多SOS修复特点修复特点：第七十三页，讲稿共八十六页哦SOS修复图示第七十四页，讲稿共八十六页哦第七十五页，讲稿共八十六页哦RecA正调控因子LexA负调控因子、阻遏蛋白调控UvrA、B、C、D、HimA、DinA、DinB的表达RecA 的作用：（1）切除LexA阻遏蛋白，使体内多种切除修复酶的合成量增加，提高切除修复效率。（2）提高RecA的重组修复修复机制：1.提高切除修复和重组修复酶的活性提高切除修复和重组修复酶的活性2.产生新的修复酶产生新的修复酶倾向差错倾向差错 一种新的DNA多聚酶，又称SOS多聚酶第七十六页，讲稿共八十六页哦7.适应性修复烷基转移酶或烷基受体蛋白质：烷基转移酶或烷基受体蛋白质：对DNA的烷化作用可以诱导一种具有专一作用的蛋白质的合成，这种蛋白质称为烷基转移酶或烷基受体蛋白质。例如：当细菌长期接触低浓度的强诱变剂亚硝基胍（NG）以后，可产生一种修复蛋白，修复DNA上因甲基化而产生的损伤；适应性修复适应性修复：将这种在适应期间产生的修复蛋白的修复作用称为适应性修复。第七十七页，讲稿共八十六页哦该蛋白能将O6-烷基鸟嘌呤的烷基转移至酶本身半胱氨酸上的巯基，从而恢复鸟嘌呤的本来结构。最新研究认为有可能存在对不同位置烷化作用有专一性的转移酶或受体。在多种细胞中，包括哺乳动物细胞，都发现“适应性”的反应活性。修复机制第七十八页，讲稿共八十六页哦七、修复与突变的关系v过去认为：修复的作用是阻碍突变发生。v现在：很多是启动具有高度错误倾向的修复体系造成的。v修复系统分为：校正修复和差错修复，其中光复活和适应性修复属于校正修复，其它都属于差错修复。第七十九页，讲稿共八十六页哦习题练习v一、填空题、填空题v1.DNA分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为_。v2.1944年年_等人证明了转化因子为等人证明了转化因子为DNA。v3.基因自发突变具有的特性为基因自发突变具有的特性为_、_、_、_、_、_和和_。4紫外线照射能使紫外线照射能使DNA相邻碱基形成相邻碱基形成_，从而导致，从而导致DNA复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在_条件下进行，以防止条件下进行，以防止_现象的产生。现象的产生。第八十页，讲稿共八十六页哦v5.不同碱基变化对遗传信息的改变可分为不同碱基变化对遗传信息的改变可分为_、_、_和和_四种类型，而常用的表型变化的四种类型，而常用的表型变化的突变型有突变型有_、_、_和和_等。等。v6.证明证明DNA是遗传物质的事例很多，其中最直接的证是遗传物质的事例很多，其中最直接的证明有明有 、三个经典实验。三个经典实验。v7.细菌在一般情况下是一套基因，即细菌在一般情况下是一套基因，即 ；真核微生物；真核微生物通常是有两套基因又称通常是有两套基因又称 。v8、大肠杆菌基因组为双链环状的、大肠杆菌基因组为双链环状的 ，在细胞中以，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小形式存在于细胞中，紧密缠绕成的较致密的不规则小形式存在于细胞中，该小体被称为该小体被称为 。v9.5-溴尿嘧啶是溴尿嘧啶是同系物。同系物。v10.呀啶类化合物一般会引起呀啶类化合物一般会引起DNA_.第八十一页，讲稿共八十六页哦v二、选择题、选择题v1.Mu噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，其噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，其基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有为转座所必需的基因，因此它也是最大的（为转座所必需的基因，因此它也是最大的（）。）。v（1）噬菌体）噬菌体 （2）插入顺序）插入顺序v（3）转座子）转座子 （4）转座因子）转座因子v2.诱变育种是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提诱变育种是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机（高基因的随机（），通过一定的筛选方法获得所需），通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株。要的高产优质菌株。v（1）重组频率）重组频率 （2）融合频率）融合频率 （3）突变频率）突变频率 （4）调控频率调控频率第八十二页，讲稿共八十六页哦v3.已知DNA的碱基序列为CATCATCAT，什么类型的突变可产生如下碱基序列的改变：CACCATCAT？（）vA.缺失 B.插入 C.颠换 D.转换v4.将细菌作为实验材料用于遗传学方面研究的优点是：（）vA.生长速度快 B.易得菌体 C.细菌中有多种代谢类型 D.所有以上特点第八十三页，讲稿共八十六页哦v5.以下碱基序列中哪个最易受紫外线破坏？（）vA.AGGCAA B.CTTTGA C.GUAAAU D.CGGAGAv6.以下突变中哪个很少有可能产生回复突复：（）vA.点突变 B.颠换 C.转换 D.染色体上三个碱基的缺失第八十四页，讲稿共八十六页哦v三.是非题v1.营养缺陷型微生物在MM与CM培养基中均能生长。（）v2.5溴尿嘧啶是以碱基颠换的方式引起基因突变的。（）v3.饰变是生物在环境条件改变时表现出来的一种表型变化，它是生物自发突变的结果。（）v4.当基因发生突变时，由该基因指导合成的蛋白质中氨基酸的顺序必然发生改变。（）v5.组氨酸突变株表示该菌株不能利用组氨酸。（）第八十五页，讲稿共八十六页哦感谢大家观看第八十六页，讲稿共八十六页哦