《遗传学》课件-第二章_DNA结构与遗传信息传递.ppt

乳糖操纵子的证明： 通过乳糖操纵子的突变和部分二倍体观察完成的。 ? 部分二倍体的构建是通过F因子转导。 表观遗传修饰调控 表遗传（epigenetic）信息保证基因适时启闭 非编码RNA 组蛋白结构修饰 调控网络 DNA甲基化 动态而有序地调控组织细胞特异性的基因表达模式 基因突变 Mutations 以往的经验表明，大自然经常通过其错误赋予我们机会意外地洞察她的许多奥秘—否则它们将是一个封闭的领域。 A.Loewy and C.Neuberg (1904) 无论你在研究什么，如果你发现一个突变体，你的前景将会更乐观。 匿名 基因变异 在自然界，任何生物如果具有适合环境的变异，就有较大的机会保存下来。经过长期的自然选择，逐步繁衍成各种生态条件下的特殊生物类型。 （基因）突变 突变：（突然出现的）由基因结构改变引起的可遗传的变异。 广义的突变包括染色体畸变；狭义的突变专指基因DNA水平的改变。 德弗里斯（de Vries, 1901－1903）提出突变一词。 de Vries研究月见草（Oenothera lamarckiana）时看到几种突然出现的新型月见草，新与旧型月见草之间无过渡阶段。 大半新型月见草可产生相同类型的子代。 de Vries 发现： 新的突变中可不经过任何中间阶段而突然出现； 这种变化通常是稳定的； 形成新的突变是在所有方向上进行的； 1903年它出版了《突变理论》。 波动试验（Fluctuation test） ——对“获得性遗传”的最后一击 目的：确定表型的变异是个体对环境的生理性适应（环境诱导变异），还是由于基因的突变？ Luria和Delbruck的论文：“Mutations of bacteria from virus sensitivity to virus resistance” Luria和Delbruck研究大肠杆菌Tonr(噬菌体T1抗性）突变，野生型大肠杆菌为Tons。 培养皿内铺布大肠杆菌和T1噬菌体。正常时培养后将没有菌落生长（噬菌体融菌）。 如果有一个细菌由于突变对T1噬菌体产生抗性，则出现一个菌落。 每一个细菌都有被噬菌体（环境）诱导产生抗性的潜能，但实际上仅有非常少的菌被诱导出抗性。当细胞的抗性已被诱导出后，其后代将保留这种抗性。 培养基内，少量的大肠杆菌细胞已存在抗性，当培养基内含有噬菌体后，仅具有抗性的细胞才能生长。 如果出现菌落有两种解 Luria 和 Delbruck假设： 如果对噬菌体T1的抗性是生理性诱导，则在正常敏感的 E.Coli大肠杆菌中，抗性细胞的相对频率应该是恒定值，依赖于培养基中的细菌数、培养时间。不同培养皿上出现的抗性菌落数相对恒定。 如果对噬菌体T1的抗性是随机突变所致，则菌落数依赖于突变在培养中发生的时间。不同培养皿上出现的抗性菌落数波动较大。 波动试验 1969年 Luria，Delbruck 和 Hershey获 Nobel 医学/生理学奖 基因突变的原因 诱导性（induced）突变: ? 物理因素：X-ray 或其它高能射线 ? 化学因素：如，碱基相似物、烷化剂的 使用等 ? 生物因素：如，病毒基因的插入。 H.J. Muller首次（1927）证实 X-ray 可以引起基因突变：果蝇暴露于 X-ray 可大大提高其的突变率。 1946年获 Nobel Prize. Hermann J. Muller 2.自发性（spontaneous）突变,DNA复制 过程中的配对错误：例 DNA氧化损伤是细胞自发突变的主要原因之一； 各种DNA氧化损伤产物中，8-羟基鸟嘌呤（8-OHdG）性质稳定，常作为生物标志应用于细胞DNA氧化损伤程度的评估； 8-OHdG倾向与腺嘌呤(A) 配对，导致GT突变 Cheadle, J. P et al. Hum. Molec. Genet. 12: R159-R165, 2003. 内部代谢过程 DNA链上的G ROS 8-OHdG:A错配 G:C-A:T的突变 外界环境刺激 功能基因突变 8-OHdG 肿瘤、糖尿病等多种年龄相关性疾病 活性氧（reactive oxygen species ，ROS）— 自由基（Free Radical, FR） 基因突变形式 点突变：只有一个或几个核苷酸的改变，是突变中最多见的形式。 框内突变（inframe mutation）：3个或是的倍数的碱基缺失或插入导致的突变，使基因丢失或增加1个或几个氨基酸。 DNA 大片段缺失或复制（large de