第八章基因突变.ppt

????? 基 因 突 变 第一节??????? 基因突变的基本概念 第二节??????? 基因突变的分类 第三节??????? 随机突变 第四节??????? DNA的定位诱变及点突变技术 第一节??????? 基因突变的基本概念 基因突变（gene mutation）是基因组DNA分子在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变（通常它只涉及基因中部分序列的变化），并引起个体表型的改变, 而使生物体发生遗传性变异。（基因突变技术） 在自然界中生物体由于受到某种突变剂的作用，偶然会由于基因复制的错误而发生突变，这种突变称为自发突变（spontaneous mutation）。 自发突变的频率较低，基因的每个核苷酸突变率平均为 10-9～10-10。相反如果在人为条件下，使用某种突变剂处理生物体而产生的突变称为诱发突变（induced mutation）。诱发突变频率高得多（千倍以上），而且现在可在离体条件下，使细胞发生定向诱发突变，称为定向突变。 有生殖细胞突变和体细胞突变。 第二节??????? 基因突变的分类 一、点突变 二、碱基插入突变 三、碱基缺失突变 碱基替代（点突变），碱基插入或缺失结果，从对三联体密码的影响及遗传信息的改变来看，又有下述几种不同的情况发生： ㈠ 同义突变（Synonymous niutation） ㈡ 错义突变（ncissense mutation） ㈢ 无义突变（nonsense mutation） 第三节??????? 随机突变 一、限制性内切酶法 二、接头插入法 三、系列缺失法 如图8-3（a）方法一 （b）方法二 四、核苷酸随机取代法 第四节??DNA的定位诱变及点突变技术 一、区域随机诱变 二、基因的点突变技术 三、点突变技术的应用 一、点突变 点突变又可分为单点突变（Single point mutation）和多点突变（multiple mutation）。单点突变是指只有一个碱基对发生改变，而多点突变是指有两个或两个以上碱基对发生改变。点突变可以是碱基替换（base substitution）, 碱基插入（base insertion）和基因缺失（base deletion）但点突变这个术语常常是指碱基替代。碱基替代又可分为两类, 一类叫转换（transition），即嘌呤被另一嘌呤取代或嘧啶被另一嘧啶取代后而发生的变化（如图8-1）。另一类叫颠换（transversion）即嘌呤被嘧啶或嘧啶被嘌呤取代后而发生的变化。点突变的重要特点之一是它具有很高的回复突变率。如图8-1。 二、碱基插入突变 碱基插入突变是指基因组DNA链中插入1个或几个碱基对, 这种突变可以引起其后DNA序列的读框发生改变, 故又称为移框突变（frameshift mutation）。移框突变的结果不但改变了表达产物的氨基酸组成，而且会出现新的终止密码子，而使蛋白质合成过早终止。 转座子或IS的插入常会造成基因失活。 三、碱基缺失突变 基因缺失突变是指基因组DNA链中缺失1个或数个甚至小片断的碱基对。这种突变也可引起其后DNA序列的读框发生改变。 如图8-2 同义突变 同义突变是指碱基被替代后, 没有改变产物氨基酸序列, 这是与密码子的简并性相关, 如CTT、CTC、CTA、CTG的第3位碱基互相替代后其编码表达的产物均为亮氨酸, CTT、CTC、CTA、CTG的第3位碱基互相替代后, 其编码表达的产物均为脯氨酸,因此这种突变不产生突变效应。 错义突变 错义突变是指碱基序列的改变引起了产物氨基酸的序列改变。有些错义突变严重影响到蛋白质活性甚至完全失去活性，从而影响了表型。如果该基因是必需基因，则该突变为致死突变。 无义突变 无义突变是指某个碱基的改变可使某种氨基酸的密码子突变为终止密码子。如赖氨酸的密码子AAG突变为终止密码子TAG, 酪氨酸的TAC突变为TAA或TAG终止密码子。若无义突变的终止密码子使肽链合成过早终止, 因而蛋白质产物一般没有活性,若是发生在基因DNA的3’末端处, 它所表达产生的多肽常有一定活性或有部分活性, 这种突变又称为渗漏变型（leaky mutation）。 随机突变 随机突变是指目的基因发生突变的部位是随机的, 如PCR克隆基因时, 往往产生不确定序列的突变。在Tag酶的作用下, 有时在遇到模板中的A-T对时, 倾向于掺入G-C对, 而使基因序列发生改变。随机突变常用于鉴定克隆的DNA中特定功能在基因序列中所处的位置及其与周围序列的关系。如果对所克隆的DNA特定序列所编码的产物及其功能知之甚少，可采用随机突变法进行研究，以确定功能区