遗传毒理学损伤与修复精选课件.ppt
《遗传毒理学损伤与修复精选课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《遗传毒理学损伤与修复精选课件.ppt(55页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于遗传毒理学损伤与修复第一页,本课件共有55页第一节第一节 DNADNA的突变和损伤的突变和损伤1.1 突变的概念突变的概念1.2 突变的类型突变的类型1.3 突变的原因突变的原因1.4 突变的后果突变的后果第二页,本课件共有55页1.1 DNA1.1 DNA突变的概念突变的概念l突变突变:发生在DNA分子上可遗传的永久性结构变化通常称为突变。l突变体突变体:带有一个特定突变的基因、基因组、细胞或个体。生命和生物多样性依赖于突变与突变修复之间的良好平衡。生命和生物多样性依赖于突变与突变修复之间的良好平衡。第三页,本课件共有55页1.2 突变的类型突变的类型1 1、点突变:点突变:DNADNA
2、分子中一个碱基对替换另一个碱基对,也称碱基对的置换分子中一个碱基对替换另一个碱基对,也称碱基对的置换(substitutionsubstitution)。)。转换转换(Transition)(Transition):最普通的一种点突变,嘧啶最普通的一种点突变,嘧啶 嘧啶,嘌呤嘧啶,嘌呤 嘌呤。嘌呤。A GA G T C T C 颠换颠换(Transversion)(Transversion):另一种不常见的点突变,嘌呤另一种不常见的点突变,嘌呤 嘧啶。嘧啶。A AT TT TA AC CG G第四页,本课件共有55页l碱基替换导致mRNA中密码子的改变,多肽链中氨基酸发生影响,可能出现几种不同
3、的效应:同义突变(synonymous mutation):由于密码子具有兼并性,单个碱基置换后密码子所编码的是同一种氨基酸,表型不改变。正常 同义突变AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AGT CAG CAG CAG TTT TTG CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro 第五页,本课件共有55页错义突变(Missense mutation):DNA分子中的碱基置换后,形成新的密码子,从而导致所编码的氨基酸发生改变
4、,产生活性降低、无活性或无功能的蛋白质。正常 错义突变AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AGT CAG CAG CAG TTT TCA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Ser Arg Asn Pro 第六页,本课件共有55页无义突变(Nonsense mutation):DNA分子中的碱基置换后,使编码一个氨基酸的密码子变为不编码任何氨基酸的终止密码子(UAA、UAG、UGA),肽链合成提前终止,产生短的、没有活性的多肽片段。正常 无义突
5、变AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AGT CAG CAG CAG TTT TGA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe 终止终止 Arg Asn Pro 第七页,本课件共有55页终止密码突变终止密码突变(Termination codon mutation):当DNA分子中的一个终止密码发生突变,使多肽链的合成继续进行下去,一直延长至下一个终止密码子时停止,产生延长的异常多肽链,称延长突变(elongation M)。回复突变:回复突变:突变
6、体经过第二次突变又完全的或部分的恢复为原来的基因型和表现型。完全恢复是由于碱基顺序经过第二次突变后又变为原来的碱基顺序,故亦称真正的回复突变真正的回复突变;部分恢复是由于第二次突变发生在另一部位上,其结果是部分恢复原来的表现型,亦称为第二位点突变第二位点突变(second site mutation)或基因基因内校正内校正(intragenic suppression)。第八页,本课件共有55页抑制基因突变抑制基因突变(Suppressor gene mutation):基因内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变,其中一次抑制了另一次突变的遗传效应。例:血红蛋白病单纯6 谷氨酸 缬氨酸 血红蛋
7、白病,致死同时6 谷氨酸 缬氨酸+73 天冬氨酸 天冬酰胺 Hb Harlem,临床症状较轻,原因是73突变抑制了6的突变效应。第九页,本课件共有55页2 2、插入和缺失、插入和缺失移码突变移码突变(frameshift mutationframeshift mutation):):DNA编码序列中插入(增加)或缺失一个或几个碱基,其下游阅读框发生改变,导致氨基酸顺序及蛋白质异常或无活性,称为移码突变。-插入突变:插入突变:DNADNA分子中插入一个或几个碱基对。分子中插入一个或几个碱基对。-缺失突变:缺失突变:DNADNA分子中缺失一个或多个碱基对。分子中缺失一个或多个碱基对。半胱半胱 丝氨
8、丝氨 谷氨谷氨 缬氨缬氨 半胱半胱 精氨精氨 赖氨赖氨 亮氨亮氨DNA DNA TGCTGC TCGTCG CAACAA GTTGTT GAGA TGCTGC CGCCGC AAGAAG TTGTTG l插入或缺失会造成其下游三联密码子错读,生成完全不同的肽链。插入或缺失会造成其下游三联密码子错读,生成完全不同的肽链。改变改变读码框读码框缺失缺失T第十页,本课件共有55页整码突变整码突变(Codon mutationCodon mutation):):DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子,导致肽链增加了或减少了一个或几个氨基酸,称为整码突变或称密码子插入或缺失。如:AAG GAC CC
9、G GCGCCG GCG -正常密码子顺序 AAG GAC AAA CCG GCGCCG GCG -插入 AAG GAC GCGGCG -缺失 第十一页,本课件共有55页 举例举例-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换转换-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入插入A-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失缺失T野生型基因野生型基因-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-T-C-G-
10、T-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换颠换碱基对的置换碱基对的置换(substitution)(substitution)移码突变移码突变(framesshift mutation)(framesshift mutation)转换转换颠换颠换插入插入缺失缺失第十二页,本课件共有55页3 3、动态突变、动态突变l动态突变:动态突变:邻近基因或位于基因序列中的单核苷酸重复拷贝数,在一代代传递过程中会发生明显的增加,如(CGG)n、(CAG)n等,从而导致某些遗传疾病的发病。l该突变可遗传并产生表型效应引起疾病,多为神经系统疾病。l代表疾病:Hutingto
11、n舞蹈病(CAG)n、强制性肌营养不良,脆性X综合症(CCG)n。第十三页,本课件共有55页l动态突变正常动态突变(CAG三核苷酸重复)AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAsAGT CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG DNA Met Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs正常人:n=650 多态受累个体:n50 copies 多者几百几千copies随着
12、世代传递长度增加,发病年龄提前,病情加重。第十四页,本课件共有55页1.3 1.3 突变的原因突变的原因两个概念:两个概念:自发突变(自发突变(spontaneous mutation)spontaneous mutation):由于正常的细胞活动,或由于正常的细胞活动,或细胞与环境的随机相互作用,这些过程所引起的生物细胞与环境的随机相互作用,这些过程所引起的生物DNADNA序序列的改变。列的改变。诱发突变(诱发突变(induced mutation):induced mutation):特定的化学或物理因素引起的特定的化学或物理因素引起的DNADNA序列改变。序列改变。Note:Note:所
13、有突变都包含所有突变都包含DNADNA序列的改变序列的改变第十五页,本课件共有55页1.3.1 DNA1.3.1 DNA分子的自发性损伤分子的自发性损伤1 1、DNADNA复制中的错误复制中的错误 以以DNADNA为模板按碱基配对进行为模板按碱基配对进行DNADNA复制是一个严格而精确的事件,但也复制是一个严格而精确的事件,但也不是完全不发生错误的。正常情况下,不是完全不发生错误的。正常情况下,大肠杆菌复制过程中的错配率为大肠杆菌复制过程中的错配率为10101010左右。左右。第十六页,本课件共有55页2 2、DNADNA的自发性变化的自发性变化 生物体内生物体内DNADNA分子可以由于各种原
14、因发生变化,至少有:分子可以由于各种原因发生变化,至少有:碱基的异构互碱基的异构互变:例如,腺嘌呤(变:例如,腺嘌呤(A A)的互变异构体()的互变异构体(AA)可以与胞嘧啶()可以与胞嘧啶(C C)配对,模板链上)配对,模板链上存在这些异构体的时候,子代链上就可能发生错误,形成损伤。存在这些异构体的时候,子代链上就可能发生错误,形成损伤。脱嘌呤与脱嘧啶,使脱氧核糖和碱基脱嘌呤与脱嘧啶,使脱氧核糖和碱基G G(A A)或)或T T(C C)连接的糖苷键被打断,从而)连接的糖苷键被打断,从而失去失去G G、A A或或T T、C C。碱基的脱氨基作用:如碱基的脱氨基作用:如C C脱氨基后形成了脱氨
15、基后形成了U U,在复制过程中将与,在复制过程中将与A A配对,从而引起配对,从而引起GC ATGC AT转换突变。转换突变。G A AG A A C C U U T T突变突变脱氨基脱氨基复制复制第十七页,本课件共有55页3 3、转座子的插入、转座子的插入l转座子转座子(transposon 或 transposable element)是基因组内相对独立的、可移动序列,它们不必借用噬菌体或质粒的形式就可以从基因组的一个部位直接直接转移到另一个部位,这个过程称为转座(transposition)。l转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁,所以转座子又称跳跃基因跳跃基因(jum
16、ping gene)。第十八页,本课件共有55页第十九页,本课件共有55页转座子特点转座子特点l转座以很低的频率发生,而且转座子的插入是随机的。l转座子有时插入到一个结构基因或基因调节序列内,引起基因表达的改变。l转座子也可以引起基因组序列的重排,它们的移动也和进化有关。l现在认为转座子存在于地球上所有的生物。第二十页,本课件共有55页1.3.2 1.3.2 物理因素引起的物理因素引起的DNADNA损伤损伤 1 1、紫外线引起的、紫外线引起的DNADNA损伤损伤当当DNADNA受到最易被其吸收波长(受到最易被其吸收波长(260 nm260 nm)的紫外线照射时,主要)的紫外线照射时,主要是使同
17、一条是使同一条DNADNA链上相邻的嘧啶以共价键连成链上相邻的嘧啶以共价键连成嘧啶二聚体嘧啶二聚体。2 2、电离辐射引起的、电离辐射引起的DNADNA损伤损伤电离辐射损伤电离辐射损伤DNADNA有直接效应和间接效应两种途径有直接效应和间接效应两种途径,直接效应是,直接效应是DNADNA直接直接吸收射线能量而遭损伤;间接效应是指吸收射线能量而遭损伤;间接效应是指DNADNA周围其他分子(主要是水周围其他分子(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DNADNA。损伤包括:损伤包括:碱基变化碱基变化;脱氧核糖变化脱氧核糖变
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 遗传 毒理学 损伤 修复 精选 课件
限制150内