医学遗传学03基因突变.ppt

03 基因突变 Gene Mutation 基 因 突 变 前言 基因突变的一般特性 诱发基因突变的因素 基因突变的形式与分子机制 DNA损伤的修复 前 言 一切生物细胞内的基因都能保持其相对稳定性，但在一定内外因素的影响下，遗传物质就可能发生变化，这种遗传物质的变化及其所引起的表型改变称为突变（mutation）。 广义突变： 1.染色体畸变 （chromosome aberration） 2.基因突变 （gene mutation） 基因组DNA分子在结构上发生碱基对组成或序列的改变，通常只涉及某一基因的部分变化。 第一节 基因突变的一般特性 基因突变的一般特性 生殖细胞突变 有利或者中性突变 同种生物遗传性状多样性的根源 不同物种演化提供丰富的原材料 促进生物物种系统发育与不同种群产生、形成的原动力 有害突变 导致遗传病 构成和增加遗传负荷 体细胞突变（somatic mutation） 基因突变的一般特性 多向性 第二节 诱发基因突变的因素 诱发基因突变的因素 自发突变（spontaneous mutation）: 在自然条件下，未经人工处理而发生的突变为自发突变（spontaneous mutation）。 诱发突变（induced mutaion）: 经人工处理而发生的突变是诱发突变（induced mutaion）。 诱变剂（mutagen）: 能诱发基因突变的各种内外环境因素统称为诱变剂（mutagen）。 物理因素 紫外线 电离辐射 化学因素 羟胺 亚硝酸或含亚硝基的化合物 脘化剂 碱基类似物 芳香族化合物 生物因素 病毒 真菌和细菌 一、物理因素 紫外线 紫外线的照射可使DNA顺序中相邻的嘧啶类碱基结合成嘧啶二聚体，最常见的为胸腺嘧啶二聚体（TT）。 紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体 电离辐射 一定强度或剂量的射线或电磁波直接击中遗传物质，其被吸收能量，引起遗传物质内部的辐射化学反应，导致DNA链和染色体的断裂，片断发生重排，引起染色体结构畸变 。 二、化学因素 羟胺（hydroxylamine，HA） 可使胞嘧啶（C）的化学成分发生改变，而不能正常地与鸟嘌呤（G）配对，而改为与腺嘌呤（A）互补。经两次复制后，C-G碱基对就变换成T-A碱基对。 羟胺引起DNA碱基对的改变 亚硝酸或含亚硝基化合物 可使碱基脱去氨基（-NH2）而产生结构改变，从而引起碱基错误配对。 亚硝酸引起DNA碱基对的改变 图中A被其脱去氨基后可变成次黄嘌呤（H），H不能再与T配对，而变为与C配对，经DNA复制后，可形成T-A→C-G的转换。 碱基类似物 某些碱基类似物可以取代碱基而插入DNA分子引起突变 。如5－溴尿嘧啶（5－BU） 芳香族化合物 吖啶类和焦宁类等扁平分子结构的芳香族化合物可以嵌入DNA的核苷酸序列中，导致碱基插入或丢失的移码突变。 烷化剂 具有高度诱变化学因素活性的烷化剂，可将烷基（CH3-、C2H5-等）引入多核苷酸链上的任何位置，被其烷基化的核苷酸将产生错误配对而引起突变。 烷化剂引起的DNA碱基对的改变 三、生物因素 病毒 风疹、麻疹、流感、疱疹等 真菌和细菌 毒素或代谢产物 黄曲霉素 第三节 基因突变的形式和分子机制 本质：在分子水平上的基因突变，是在各种诱变因素的作用下，使得DNA中碱基组成的种类和排列顺序发生变化。 基因突变的分子机制 静态突变（static mutation） 动态突变（dynamic mutation） 一、静态突变 （static mutation） 是在一定条件下生物各世代中以相对稳定的频率发生的基因突变。可分为点突变和片段突变 。 点突变（point mutation） DNA链中一个或一对碱基发生的改变，两种形式：碱基替换和移码突变。 碱基替换（base substitution） DNA链中碱基之间互相替换，从而使被替换部位的三联体密码意义发生改变。 分类： 转换（transition）：是指一种嘌呤被另一种嘌呤所取代，或是一种嘧啶被另一种嘧啶所取代。 如：GAA－－－AAA 颠换（transversion）：嘌呤取代嘧啶，或者嘧啶取代嘌呤。 如：GAG－－－GTG 同义突变（same sense mutation）