基因突变和DNA修复PPT.ppt

即由突变而产生 个体或菌落形态所发生的非选择性突变 例: 孢子有无或颜色变化、鞭毛有无或荚膜有无的突变，有时可引起菌落表观改变而具有选择性。 形态突变型 基因突变 导致菌体抗原结构发生变化 类型多：细胞壁成份改变或丧失、荚膜改变或丧失及鞭毛的有无等。 抗原性突变型 由基因突变所致的获得代谢产物的产量高于出发菌株之变异株，常称产量突变株或高产菌株（high producing mutant）。 产量性状是多基因与复杂因素的综合结果，故获取高产菌株是一个逐步累积、变异机理十分复杂探索过程。 分为：正变株（plus mutant）、负变株（minus mutant） 产量变异型 高频突变是非正常基因修复的结果 达尔文进化论与拉马克进化论 程序性突变与随机突变区别 3、高频突变和程序性突变(508) 二、DNA的修复（P510） 直接修复 切除修复 错配修复 双链断裂修复 （包括非同源末端连接和重组修复） 损伤跨越 DNA是唯一一种在发生损伤以后可以被完全修复的分子，而其他生物大分子在受到损伤以后要么被降解，要么被取代。当然，并不是发生在DNA分子上的所有损伤都能修复。如果受到的损伤不能及时被修复，可导致细胞的癌变和早衰。 直接修复 嘧啶二聚体的直接修复——由DNA光裂合酶催化。此酶直接识别和结合嘧啶二聚体。然后，利用辅基捕捉到的光能，将嘧啶二聚体打开，最后再与DNA解离。但是胎盘类哺乳动物却没有这种酶。 烷基化碱基的直接修复——由特定的烷基转移酶催化 DNA链断裂的直接修复——由DNA连接酶催化。 嘧啶二聚体的直接修复 烷基化碱基的直接修复 切除修复 切除修复先切除损伤的碱基或核苷酸，然后，重新合成正常的核苷酸，最后，再经连接酶重新连接，将原来的切口缝合。整个切除修复过程包括识别、切除、重新合成和重新连接。 切除修复又分为碱基切除修复（BER）和核苷酸切除修复（NER），两者的主要差别在于识别损伤的机制上，前者是直接识别具体的受损伤的碱基，而后者并不识别具体的损伤，而是识别损伤对DNA双螺旋结构造成的扭曲。 碱基切除修复 DNA 糖苷酶切除受损伤的碱基 短修补——是主要途径，约占80%~90%，只需合成属于AP位点的1个正常的核苷酸 长修补——是次要途径，约占10%~20%，为短修补途径的备用途径，要合成1小段寡聚核苷酸 尿嘧啶的切除修复 DNA糖苷酶都是沿着DNA小沟扫描DNA，当找到受损伤的碱基后即与DNA结合，并导致DNA结构发生歪曲，以便将损伤的碱基挤出双螺旋，进入它的活性中心被切割 真核细胞的碱基切除修复 核苷酸切除修复 NER最初的切点是损伤部位附近的3′,5′-磷酸二酯键，主要用来修复因UV、丝裂霉素 C和顺铂等因素造成的比较大的损伤，如嘧啶二聚体、6-4光产物或体积较大的碱基加合物以及链间交联等导致DNA结构发生扭曲并影响到DNA复制的损伤，此外，约20%碱基的氧化性损伤也由它修复。 在修复过程中，损伤以寡聚核苷酸的形式被切除。由于NER识别损伤的机制并非针对损伤本身，而是损伤对DNA双螺旋结构造成的扭曲，因此，NER能够使用相同的机制和几乎同一套修复蛋白去修复一系列性质并不相同的损伤。 NER在所有的生物具有相同的步骤： 识别损伤—由特殊的蛋白质完成，并由此引发一系列的蛋白质与受损伤DNA的有序结合； 切除损伤—特殊的内切酶在损伤部位的两侧切开DNA链，随后两个切口之间带有损伤的DNA片段被去除； 修复合成—DNA聚合酶以另外一条链为模板，合成已被切除的序列； 缝合切口—由DNA连接酶催化。 受到ATP水解的驱动，2个UvrA与1个UvrB形成三聚体复合物（UvrA2UvrB1）； 该复合物与DNA随机结合后，沿着DNA链移动，以探测损伤的位置。 当遇到嘧啶二聚体时，通过水解ATP，造成损伤部位的DNA双螺旋发生局部解链和进一步弯曲，致使UvrB与损伤部位形成更紧密的接触； UvrA在ATP水解后离开复合物，留下UvrB横跨损伤部位； 大肠杆菌的核苷酸切除修复 UvrC被UvrB招募到损伤部位后激活UvrB的核酸内切酶活性，UvrB在距离嘧啶二聚体的下游4nt的位置切开DNA链； 与此同时，UvrC的核酸内切酶活性被UvrB激活，在距离嘧啶二聚体的上游7nt的位置切开DNA链； 大肠杆菌的核苷酸切除修复 基因突变和DNA修复 突变（Mutation, 即基因突变）指细胞中的遗传基因（通常指存在于细胞核中的脱氧核糖核酸）发生的改变。它包括单个碱基改变所引起的点突变，或多个碱基的缺失、重复和插入。原因可以是细胞分裂时遗传基因的复制发生错误、或受化学物质、辐射或病毒的影响。 突变通常会导致细胞运作不正常或死亡，甚至可以在较高等生物中引发癌症。但同时，突变也被视