遺傳變異基因突變

關于遺傳變異基因突變第1頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第2頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第4頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日白化變異第6頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

蘇格蘭折耳貓又稱彎耳貓、短耳貓、疊耳貓、塌耳貓等。這種貓并非刻意培育出來的，而是基因突變第8頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日基因突變：某一基因內部所發(fā)生的從一種等位形式改變?yōu)榱硪坏任恍问降淖兓纸悬c突變

第9頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1.基因突變的類型和特征1）基因突變的類型根據突變引起的表型特征和生理生化特征分為以下幾類：形態(tài)突變型：造成生物體外形發(fā)生改變的突變又叫可見突變，如：形態(tài)、大小、色澤的改變致死突變：造成個體死亡或生活力明顯下降的突變

顯性致死：雜合狀態(tài)時就有致死作用隱性致死：純合狀態(tài)下才有致死作用第10頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日小鼠(Musmusculus)毛色遺傳的隱性致死突變第11頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日條件致死突變：在一定條件下表現(xiàn)致死效應，其他條件下可以存活的突變例如：

T4噬菌體的溫度敏感突變型在25℃時能在E.coli宿主中正常生長，形成噬菌斑，但在42℃時就不能這樣。

第12頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日生化突變：突變影響生物的代謝過程，導致特定生化功能改變或喪失，如營養(yǎng)缺陷型例：鏈孢霉的氨基酸突變型＋某種氨基酸才能生長第13頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日失去功能突變：由于突變、消除或改變了基因的功能區(qū)，干擾了野生型對某種表型的活性功能

無效突變：完全喪失基因功能的突變滲漏突變：保留一些基因功能的突變獲得功能的突變第14頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2）突變的一般特征突變的稀有性突變率：一定數目配子中突變數目所占的比例

or一定數目的細菌在分裂一次過程中發(fā)生突變的次數

細菌噬菌體的突變率10-8～10-10，高等生物10-5～10-8第15頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的隨機性：突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期體細胞突變和生殖細胞突變體細胞(突變)突變體細胞組織器官性細胞(突變)突變配子后代個體；第16頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日花色體細胞突變第17頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日不同顏色的牽牛花第18頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日柑桔體細胞突變第19頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日馬鈴薯薯塊顏色變異蘋果體細胞突變第20頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的多方向性:突變可以向多個方向發(fā)生

構成復等位基因第21頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日突變的可逆性

正向突變：離開野生型等位基因的變化如：A+A或a+a

回復突變：回復到野生型的變化

抑制突變：某一座位上突變產生的表性效應被另一座位上的突變所抑制，使突變體又恢復為正常表型第23頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日基因的有利性與有害性有利：作物抗病性微生物的抗藥性第24頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1)大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出

完全培養(yǎng)基或補充培養(yǎng)基（存活）

基本培養(yǎng)基（死亡）完全培養(yǎng)基10-8~10-6合成缺陷型藥物處理基本培養(yǎng)基2.基因突變的檢測第25頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出影印接種法（影印培養(yǎng)法Replica-platingtechnique）

E.coli誘變劑E.coli稀釋→完全培養(yǎng)基Masterplate（主平皿）→基本培養(yǎng)基上（Replicaplate）

第26頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第27頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第28頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2)真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出菌絲過濾法（可將野生型與突變型分離）誘變處理分生孢子菌絲分生孢子液體培養(yǎng)基通氣培養(yǎng)未萌發(fā)的分生孢子棉花過濾除去菌絲缺陷性孢子、死孢子確定營養(yǎng)缺陷性

各種補充培養(yǎng)基培養(yǎng)需長時間萌發(fā)的野生型孢子死孢子已突變的孢子通氣培養(yǎng)過濾除去菌絲第29頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3）二倍體生物突變的檢出根據后代性狀的分離情況進行檢出第30頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日4）果蠅突變的檢出A性連鎖基因隱性突變的檢出

(ClB法、Muller-5)

第31頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Muller-5法：

Muller-5品系:X染色體上有B(棒眼)Wa(杏眼)

倒位：可抑制X染色體的交換。

檢出步驟:

第32頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日圖第33頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Ⅰ.

將待測的♂果蠅與純合Muller♀果蠅雜交.Ⅱ.

將F1♀♂自交,目的是檢查某一特定X染色體上的突變.

第34頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日Ⅲ.

觀察分析F2：

①如果無X隱性致死突變預期

F2♂:♀=1:1表型比為簡單的

1:1:1:1;②如果有X隱性致死突變預期

F2♂:♀=2:1表型比1:1:1;③如果有隱性非致死突變在F2♂中可見突變。第35頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日B常染色體突變——平衡致死系(Cy和S)

第36頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日P133－1圖第37頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日觀察分析F3：

a.如果有隱性致死突變，

F3只有一種類型，卷翅（或星狀眼）

b.如無突變，

F3中除有卷翅(或星狀眼)外，還有野生型

c.如有隱性非致死突變，

F3中除卷翅（或星狀眼）外，還有突變類型。

檢出特點：只能檢出常染色體，且與平衡致死系同號染色體上的基因突變。第38頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日5）人類基因突變的檢出

常染色體突變：借助蛋白質電泳技術，

DNA分子標記等性染色體突變：可根據性狀表現(xiàn)檢出

第39頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出家系分析（pedigreeanalysis）和出生調查

第40頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出下面是一個上眼瞼下垂的家系，先證者的父母表型正常，說明是新產生的突變。第41頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出目前用的較多的檢出人類突變的另一方法，是篩選各種蛋白質或酶的微小變異：例如：鐮型細胞貧血癥患者基因型HbsHbs

血紅蛋白（S）(SS)

正常為HbAHbA血紅蛋白（A）（AA)

雜合體HbsHbA具兩種血紅蛋白的A和S(AS)A與S兩種血紅蛋白電泳的遷移率不同，通過電泳可以分辯第42頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出第43頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日人的突變的檢出分子水平：RFLP、AFLP等、基因組序列分析等。第44頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3.基因突變的分子機制

自發(fā)突變：自然狀況下產生的突變基因突變

誘發(fā)突變：由誘變劑引起的突變第45頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日1)基因突變的方式產生原因：復制錯誤、DNA損傷和轉座作用等。根據突變發(fā)生在DNA結構或序列的變化可分為：

⑴堿基替換：一種堿基被另一種堿基替換轉換：嘌呤→嘌呤；或者嘧啶→嘧啶顛換：嘌呤→嘧啶;或者嘧啶→嘌呤第46頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

⑵移碼突變：增加或減少幾個堿基,導致蛋白質翻譯錯位。

⑶缺失和重復：大片段堿基的缺失或重復，如E.coli乳糖發(fā)酵調節(jié)基因lacⅠ

中四堿基重復序列第47頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第48頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第49頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第50頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第51頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

根據堿基替換后氨基酸順序是否發(fā)生改變可分為：⑴同義突變（samesensemutation）不改變氨基酸的密碼子變化，與密碼子的兼并性有關.如GAU/GAC—Asp.⑵錯義突變（missensemutation）堿基替換的結果引起氨基酸序列的改變.⑶無義突變（nonsensemutation）編碼區(qū)的單堿基突變導致終止密碼子(UAG、UGA、UAA)

的形成,使mRNA的翻譯提前終止,形成不完全的肽鏈.

⑷延長突變：堿基替換使終止密碼變?yōu)榫幋a某種氨基酸的密碼子的突變

第52頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第53頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日如鐮刀型貧血癥：血紅蛋白B鏈(146Aa)，6號氨基酸的替換,導致明顯的表型癥狀。Glu→Val,若Glu→Asp則影響較小。第54頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第55頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日2)自發(fā)突變的分子機制造成DNA錯誤復制的原因：

堿基的互變異構作用

DNA復制過程中模板鏈或子鏈環(huán)出，造成子鏈的堿基缺失或增加，引起移碼突變第56頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第57頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

自發(fā)化學損傷：自然產生的對DNA的損傷⑴脫嘌呤由于堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受到破壞,從而引起一鳥嘌呤或腺嘌呤從DNA分子上脫落下來.⑵脫氨基作用

C脫氨基變成U;A脫氨基變成H,H和G配對造成轉換AA-T→→→H-T→→→H-C→→→H-C↘→A-T↘→G-CBG-C→→→G-U→→→A-U→→→A-U↘→G-C↘→A-T第58頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日圖:脫氨基造成的堿基轉換第59頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日⑶氧化損傷:

活潑氧化物如：超氧基（O2-），氫氧基（OH-）和過氧化氫（H2O2），對DNA造成損傷

G氧化成為GO，GO與A錯配導致GCTA第60頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日3）誘發(fā)突變的分子機制（inducedmutaion）

由各種誘變劑（物理的、化學的）誘發(fā)的突變電離輻射原理：基因的化學物質(DNA)發(fā)生電離作用。堿基對、堿基結構破壞、改變基因突變；磷酸二酯鍵斷裂、染色體斷裂重接染色體結構變異。第61頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日電離輻射的作用：直接作用：DNA或染色體被射線作用產生電離或激發(fā)引起變異間接作用：細胞內物質吸收能量產生氧自由基，破壞DNA結構遺傳效應：低劑量生長正常高劑量生長異?；蛩劳龅?2頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

非電離輻射紫外線的致突變作用紫外線使ＤＮＡ形成嘧啶二聚體，如T二聚體

第63頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第64頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

B化學誘發(fā)（inducedmutaion）

堿基類似物

eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的結構類似物，酮式結構易與

A配對；烯醇式結構易與G配對。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A類似物)、

5-氟尿嘧啶、

5-氯尿嘧啶等。第65頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

酮式與A配對，烯醇式與G配對第66頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第67頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第68頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第69頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日改變DNA結構的化合物：亞硝酸、羥胺和烷化劑

亞硝酸：使腺嘌呤（A）變成次黃嘌呤(H)、胞嘧啶（C）變成尿嘧啶（U）H的配對特性象G，容易和C配對成H-C；U的配對特性象T，和A配對成A-U。在下一次DNA復制時完成AT→GC，GC→AT的轉換。第70頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第71頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第72頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日第73頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

羥胺：能使胞嘧啶（C）先變成羥氨基胞嘧啶，再經互變異構反應變成能與腺嘌呤配對的羥氨基胞嘧啶，導致

GC對變成了AT對，從而誘發(fā)了基因突變。第74頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

烷化劑：使嘌呤脫落，造成轉換、顛換、斷裂或其他突變

是目前應用最廣泛而有效的誘變劑。最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)，甲基磺酸甲酯(MMS)、亞硝酸胍等。

第75頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日能和DNA起化學反應并能改變堿基氫鍵特性的物質：烷化劑、亞硝酸和羥胺等烷化劑(EMS、MMS)↓烷化作用↓堿基水解缺失↓轉換與顛換第76頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第77頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日

結合到DNA分子上的化合物：

吖啶類染料:吖啶橙、吖啶黃素、原黃素、溴化乙錠等堿基對的類似物，易造成移碼突變。

第78頁，共92頁，2023年，2月20日，星期日返回第79頁，共9