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文檔簡介
染色體與生物1第1頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五第一節(jié)染色體一、概述
不同的生物染色體的數(shù)目不同,每條染色體所攜帶的基因數(shù)量也不同。人有23對染色體,每條染色體的形態(tài)如圖每條染色體的長度與基因數(shù)量如表2-12第2頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五二、真核生物染色體的組成
組蛋白蛋白質(zhì)
非組蛋白
種類:H1、H2A、H2B、H3、H4特性:1.進(jìn)化上的極端保守性
2.無組織特異性
3.肽鏈上氨基酸分布的不對稱性
4.組蛋白的修飾作用
5.富含賴氨酸的組蛋白H51.HMG蛋白2.DNA結(jié)合蛋白3.A24非組蛋白3第3頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
DNA核酸
RNA不重復(fù)序列中重復(fù)序列高重復(fù)序列
衛(wèi)星DNAC值:指生物基因組DNA總量。C值單位:質(zhì)量(pg)長度(bp)C值矛盾:4第4頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五核小體染色質(zhì)與核小體5第5頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五真核生物:DNA分子多層次壓縮包裝6第6頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五7第7頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五基本概念
基因:是指貯存RNA序列信息和有功能的蛋白質(zhì)多鏈序列信息,以及表達(dá)這些信息所必需的全部核苷酸序列。它是核酸(DNA、RNA)分子中貯存遺傳信息的遺傳單位8第8頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
結(jié)構(gòu)基因(編碼序列)基因組成調(diào)控序列(側(cè)翼序列)
mRNA—蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物tRNArRNAsnRNA9第9頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
基因組:是細(xì)胞或生物體中一套完整的遺傳物質(zhì)。原核生物:整個染色體核基因組:22條常染色體,X/Y性染色體
人線粒體基因組:胞漿線粒體上的遺傳物質(zhì)10第10頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五基因的基本結(jié)構(gòu)
11第11頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五⑴編碼序列⑵非編碼序列⑶外顯子⑷內(nèi)含子⑸啟動子⑹轉(zhuǎn)錄起始位點⑺終止子12第12頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五外顯子:外顯子是編碼序列,在mRNA成熟過程中切去內(nèi)含子后拼接成完整的序列,成為成熟的mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。內(nèi)含子:內(nèi)含子是非編碼序列,在mRNA的成熟過程中被剪切,對外顯子的正常表達(dá)可能具有調(diào)節(jié)作用。13第13頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點:①基因組龐大②大量重復(fù)序列③大量非編碼序列,占90%④轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子⑤真核基因是斷裂基因⑥順式作用元件:啟動子、增強子、沉默子⑦DNA多態(tài)性⑧具有端粒結(jié)構(gòu)14第14頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五基因組15第15頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五多順反子mRNA:16第16頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五什么是多順反子mRNA分子?
一個mRNA分子帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息。利用共同的啟動子和終止信號,轉(zhuǎn)錄的mRNA分子可以編碼幾種不同的、但多為功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。17第17頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五斷裂基因意義:1.增加遺傳信息的儲存量
2.有利于生物的變異與進(jìn)化18第18頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA多態(tài)性:同一物種不同個體之間的基因產(chǎn)物大多數(shù)一致,但不同個體之間存在遺傳差異,這種遺傳差異可以孟德爾遺傳方式遺傳,這種差異稱為DNA多態(tài)性
。物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA堿基序列的差異。19第19頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
(一)限制性片段長度多態(tài)性
用限制性內(nèi)切核酸酶切割不同來源的DNA,可以得到不同長度的DNA片段,稱為限制性片段
20第20頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五用特別的探針與這些DNA片段雜交時,發(fā)現(xiàn)同一物種不同個體的DNA的探針雜交信號有所不同,形成限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)
RFLP的形成:1.SNP存在于限制性酶切位點之內(nèi)2.串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性導(dǎo)致酶切片段長度改變3.因插入、缺失和重組等基因突變而產(chǎn)生意義:通過分析RFLP可以篩選基因突變,診斷遺傳病。
21第21頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五RFLP用于親子關(guān)系確認(rèn),電泳圖譜中左側(cè):母親中間:兒子右側(cè):父親(?)22第22頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五×MstⅡ酶切位點(GCTNAGG)5′3′正常基因5′3′突變基因1.15kb1.35kb鐮狀紅細(xì)胞貧血患者基因組的限制性酶切分析23第23頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五+﹣0.2kb1.15kb1.35kb正常人突變攜帶著患者鐮狀紅細(xì)胞貧血患者基因組的限制性酶切分析24第24頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五RLFP分析法25第25頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(二)串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性
是由DNA所含重復(fù)序列數(shù)目發(fā)生變異而產(chǎn)生的DNA多態(tài)性1.串聯(lián)重復(fù)序列:2-171bp2.可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列(VNTR):小衛(wèi)星DNA
微衛(wèi)星DNA26第26頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(三)單核苷酸多態(tài)性(SNP)主要是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所產(chǎn)生的DNA多態(tài)性。如:AAGGCTAATGGCTA變異的四種形式:
三種顛換C←→A(G←→T)
C←→G(G←→C)
T←→A(A←→T)一種轉(zhuǎn)換:C←→T(G←→A)轉(zhuǎn)換的頻率是顛換的3倍,因此轉(zhuǎn)換是SNP發(fā)生的主要原因27第27頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
是人類可遺傳的變異中最常見的一種,占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP在人類基因組中廣泛存在,平均每300bp中就有1個,估計其總數(shù)可達(dá)300萬個甚至更多。28第28頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五特點:1.多態(tài)性只涉及到單個核苷酸的變異
2.編碼序列或非編碼序列內(nèi)均可出現(xiàn)
意義:
SNP有助于解釋個體的表型差異,包括對各種藥物的耐受性差異、對環(huán)境因子的反應(yīng)差異以及對疾病的易感性差異。SNP已成為研究基因組多樣性、定位疾病相關(guān)基因的新手段。29第29頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(四)DNA多態(tài)性的產(chǎn)生
1.錯配、插入、缺失、重組產(chǎn)生RFLP
2.擴增、重組產(chǎn)生VNTR
3.單核苷酸錯配、插入、缺失產(chǎn)生SNP(五)DNA多態(tài)性的意義
研究物種進(jìn)化、家族遺傳關(guān)系分析、親子鑒定、個體鑒定、揭示多基因疾病的病因、疾病易感性分析、藥物敏感性分析等。30第30頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五53355335+533335531第31頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五32第32頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
端粒
概念:指真核生物染色體線性DNA分子末端的重復(fù)DNA序列和蛋白質(zhì)組成的特殊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):是由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成
端粒DNA:是非編碼的重復(fù)序列,因物種而異,一般為:TTGGGG
人類重復(fù)單位:TTAGGG
可重復(fù)幾十到幾千次端粒蛋白質(zhì):與端粒結(jié)合,維持端粒的長度。TTTTGGGGTTTTGGGG…33第33頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五功能:
1.維持染色體的穩(wěn)定性
2.維持DNA復(fù)制的完整性34第34頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點:①結(jié)構(gòu)簡練②存在轉(zhuǎn)錄單位③重疊基因35第35頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五36第36頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五多順反子mRNA:37第37頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五重疊基因:38第38頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
核酸的組成核酸→核苷酸→
核苷→磷酸
堿基戊糖
嘌呤嘧啶→→
核糖脫氧核糖第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)39第39頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五5磷酸基末端3羥基末端3,5-磷酸二酯鍵一、DNA的一級結(jié)構(gòu)40第40頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五5′
pGpCpApTpT-OH
3′5′GCATT3′OH5′3′PPPPPGCATTGCATT核酸的表示簡式41第41頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五二、DNA的二級結(jié)構(gòu)—雙螺旋結(jié)構(gòu)42第42頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點反向平行,右手螺旋堿基在螺旋內(nèi)側(cè),磷酸核糖的骨架在外側(cè)直徑2nm,螺距3.4nm,10堿基對/圈A=T,G≡C穩(wěn)定雙螺旋因素:氫鍵(橫向)堿基堆砌力(縱向)43第43頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
44第44頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五三、DNA高級結(jié)構(gòu)DNA在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上雙螺旋進(jìn)一步扭曲或盤繞形成更加復(fù)雜的超螺旋結(jié)構(gòu)45第45頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五真核生物:DNA分子多層次壓縮包裝46第46頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五復(fù)制:是指遺傳物質(zhì)的傳代,以母鏈DNA為模板合成子鏈DNA的過程。復(fù)制親代DNA子代DNA第三節(jié)DNA復(fù)制47第47頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五1.復(fù)制的方式:半保留復(fù)制概念:DNA在復(fù)制時,兩條鏈解開分別作為模板,在DNA聚合酶作用下,按堿基互補的原則合成與其互補的新鏈,以組成新的DNA分子。這樣新形成的兩個DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。其中一股單鏈?zhǔn)菑挠H代完整地接受過來的,另一股單鏈完全是新合成的,故稱為半保留復(fù)制。一、DNA復(fù)制的基本特征48第48頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉子代DNA49第49頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA半保留復(fù)制的證據(jù)
50第50頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五按半保留復(fù)制方式,子代DNA與親代DNA的堿基序列一致,即子代保留了親代的全部遺傳信息,體現(xiàn)了遺傳的保守性。半保留復(fù)制的意義遺傳的保守性,是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ),但不是絕對的。51第51頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA復(fù)制時,DNA從起始點(ori)向兩個方向解鏈,形成兩個延伸方向相反的復(fù)制叉,稱為雙向復(fù)制。2.復(fù)制方向-雙向復(fù)制52第52頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五53第53頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五3.復(fù)制特點-半不連續(xù)復(fù)制3535解鏈方向3′5′3′3′5′領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)隨從鏈(laggingstrand)54第54頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五順著解鏈方向生成的子鏈,復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的,這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因為復(fù)制的方向與解鏈方向相反,不能順著解鏈方向連續(xù)延長,這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段。
領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制,就是復(fù)制的半不連續(xù)性。
55第55頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五4.復(fù)制起始點和終點復(fù)制起始點:復(fù)制子中控制復(fù)制起始的特定位點復(fù)制終點:終止復(fù)制的特定位點復(fù)制子:基因組中能獨立進(jìn)行復(fù)制的單位(復(fù)制泡、復(fù)制叉)原核生物只有一個起始點和一個終點,故為單一復(fù)制子真核生物含有多個起始點,故有多個復(fù)制子56第56頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五57第57頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’復(fù)制子3’58第58頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五5.復(fù)制的高保真性DNA復(fù)制的高保真性要依賴三種機制
1.嚴(yán)格遵守堿基配對規(guī)律
2.DNA聚合酶對堿基具有選擇功能
3.復(fù)制出錯時,DNA聚合酶具有及時校讀功能59第59頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五二、DNA復(fù)制的幾種主要方式1.線性DNA復(fù)制2.環(huán)狀DNA復(fù)制
θ型復(fù)制滾環(huán)型復(fù)制
D-環(huán)形復(fù)制60第60頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五θ型復(fù)制
61第61頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
滾環(huán)復(fù)制62第62頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
D環(huán)復(fù)制63第63頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五3-OH5-P55533335'滾環(huán)復(fù)制5'533564第64頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五dNTPDNA-polγ
D環(huán)復(fù)制(D-loopreplication)是線粒體DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)的復(fù)制形式。
65第65頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
一、原核生物DNA復(fù)制的特點參與DNA復(fù)制的物質(zhì)底物(substrate):
dATP,dGTP,dCTP,dTTP聚合酶(polymerase):依賴DNA的DNA聚合酶模板(template):解開成單鏈的DNA母鏈引物(primer):提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合其他的酶和蛋白質(zhì)因子第四節(jié)原核生物和真核生物DNA復(fù)制特點66第66頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(一)參與DNA復(fù)制的主要酶類解旋、解鏈酶類
DNA解鏈酶
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)引物酶DNA聚合酶(DNApol)DNA連接酶67第67頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五1.解旋、解鏈酶類
DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部,只有把DNA解成單鏈,它才能起模板作用。多種酶和輔助蛋白質(zhì)因子的協(xié)同作用,共同解開、理順DNA雙鏈,并維持DNA分子在一段時間內(nèi)處于單鏈狀態(tài)。
68第68頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA解鏈酶(DNAhelicase)復(fù)制前,需要解鏈酶在ori部位解開雙鏈堿基對之間的氫鍵形成兩股單鏈,解鏈過程需要DnaA、DnaB、DnaC等多種解鏈蛋白參與。解鏈酶即為DnaB蛋白。69第69頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五108局部解鏈后復(fù)制過程正超螺旋的形成:70第70頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五71第71頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNAtopoisomerase)拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點:既能水解、又能連接磷酸二酯鍵分類:拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ72第72頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五作用機制:
拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ切斷DNA雙鏈中一股鏈,使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié);適當(dāng)時候封閉切口,DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)不需ATP。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ切斷DNA分子兩股鏈,斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用ATP供能,連接斷端,DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。73第73頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五單鏈DNA結(jié)合蛋白(singlestrandedDNA
bindingprotein,SSB)在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整在復(fù)制中SSB不是沿著復(fù)制方向移動,而是不斷脫離,又不斷與新解開的單鏈結(jié)合。74第74頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五2.引物酶(primase)復(fù)制起始時催化生成RNA引物的酶引物酶由dnaG基因編碼,故引物酶又稱DnaG蛋白。在DnaB、DnaC等蛋白因子參與下辨認(rèn)并結(jié)合于復(fù)制起始點上,進(jìn)而結(jié)合引物酶形成引發(fā)體(primosome)。75第75頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五3.DNA聚合酶(DNApolymerase,DNApol)全稱:依賴DNA的DNA聚合酶
(DNA-dependentDNApolymeraseDDDP)簡稱:DNA-pol活性:
1.53
的聚合活性
2.核酸外切酶活性:
35外切酶活性
53外切酶活性76第76頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五原核生物的DNA聚合酶
DNA-polⅠ
DNA-polⅡ
DNA-polⅢ77第77頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA-polⅠ
(109kD)功能:對復(fù)制中的錯誤進(jìn)行校讀,切除引物填補空隙,切除并修復(fù)損傷DNA
,在體外還可以進(jìn)行缺口平移。
活性:
1.53
的聚合活性
2.核酸外切酶活性:
35外切酶活性
53外切酶活性78第78頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA-polⅡ(120kD)具有5′→3′聚合酶活性具有3′→5′外切酶活性DNAPolII基因發(fā)生突變時,細(xì)菌依然能存活。參與DNA損傷的特殊修復(fù)作用79第79頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNApolIII
(250kD)功能
1.具有高活性的5′→3′聚合酶作用,是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。
2.3′→5′外切酶活性,能切除錯配的堿基,具有校讀功能。80第80頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五E.coli三種DNA聚合酶的比較DNAPolIDNAPolIIDNAPolIII
5′→3′聚合酶活性
+++3′→5′核酸外切酶活性
+++5′→3′核酸外切酶活性
+--功能切除引物,填補空缺,校讀作用,DNA損傷修復(fù)。特殊的DNA損傷修復(fù)主要復(fù)制酶,校讀作用81第81頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五4.DNA連接酶(DNAligase)
DNA連接酶的作用方式連接DNA鏈3-OH末端和相鄰DNA鏈5-P末端,使二者生成磷酸二酯鍵,從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。
作用于雙鏈DNA分子一條鏈上的缺口,不能連接兩分子單鏈DNA。
82第82頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五HO5’3’3’5’DNA連接酶ATPADP5’3’5’3’DNA連接酶的作用:83第83頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(二)DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制過程大致可以分為復(fù)制的起始,延長與終止三個階段。84第84頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五1.復(fù)制的起始需要解決兩個問題:
1.DNA雙鏈解開為復(fù)制叉
2.形成引發(fā)體并合成RNA引物,提供3-OH末端85第85頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五E.coli復(fù)制起始點oriCGATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···11317293244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA5866166174201209237245
串聯(lián)重復(fù)序列
反向重復(fù)序列53531.DNA解鏈86第86頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五E.Coli復(fù)制起始點oriC的結(jié)構(gòu)87第87頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DnaADnaB、DnaCDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶SSB35352.引發(fā)體和引物含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。88第88頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五3535引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。引物3'HO5'引物酶89第89頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五需拓?fù)洚悩?gòu)酶不斷地進(jìn)行切斷、旋轉(zhuǎn)和再連結(jié)作用而消除解鏈酶產(chǎn)生的拓?fù)鋸埩?。單鏈結(jié)合蛋白(SSB)穩(wěn)定單鏈DNA并防止恢復(fù)雙鏈。90第90頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五2.復(fù)制的延長在RNA引物的3′-OH上,DNApolIII催化四種dNTP,分別以DNA的兩條鏈為模板,由5′→3′方向聚合生成DNA互補鏈。雙向復(fù)制:即一個復(fù)制起始點解開后形成兩個復(fù)制叉,同時向兩個方向行進(jìn)。91第91頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五延長92第92頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五3.復(fù)制的終止原核生物基因是環(huán)狀DNA,雙向復(fù)制的復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(ter)處匯合。oriter
E.coli8232oriterSV4050093第93頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(二)真核生物DNA復(fù)制真核生物與原核生物DNA復(fù)制相似,復(fù)制速度慢,岡崎片段短,有核小體的解聚和形成94第94頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA聚合酶α
β
γ
δ
ε95第95頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五DNA復(fù)制的調(diào)控原核生物真核生物96第96頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五第五節(jié)DNA損傷與修復(fù)一、DNA損傷是指DNA的堿基序列發(fā)生了可傳遞給子代細(xì)胞的永久性改變,這種變化通常導(dǎo)致一個基因產(chǎn)物的功能的改變或喪失。
97第97頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變而引起的遺傳信息改變,均可稱為突變。從分子水平來看,突變就是DNA分子上堿基的改變。染色體突變基因突變98第98頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(一)損傷類型⑴錯配(點突變)指一個堿基對被另一個堿基對所取代
類型:
轉(zhuǎn)換是兩種嘧啶之間的互換,或兩種嘌呤之間的互換。顛換是嘌呤與嘧啶之間的互換99第99頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五點突變結(jié)果:
1.同義(沉默)突變:
CTACTG
亮氨酸
2.錯義突變:
TTCTTA苯丙氨酸亮氨酸
3.無義突變:
TGCTGA半胱氨酸
終止100第100頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五⑵插入和缺失堿基插入或缺失都可能導(dǎo)致移碼突變(突變點以后的遺傳密碼全部發(fā)生改變)。如果插入或缺失3n個核苷酸會不會引起移碼突變?101第101頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五102第102頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五⑶DNA重排是指基因組DNA發(fā)生較大片段的交換,但不涉及遺傳物質(zhì)的丟失與獲得。重排可發(fā)生在DNA分子內(nèi)部,也可發(fā)生在DNA分子之間。
如抗體多樣性就是DNA重排的結(jié)果。103第103頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五104第104頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五105第105頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五⑷共價交聯(lián)如同一條DNA鏈上的相鄰胸腺嘧啶受紫外線照射發(fā)生共價交聯(lián),形成二聚體
106第106頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(二)損傷因素
1.復(fù)制錯誤
2.自發(fā)性損傷
3.物理因素:紫外線各種射線
107第107頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五108第108頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
4.化學(xué)因素:
堿基類似物:5-溴尿嘧啶、氨基嘌呤堿基修飾劑:亞硝酸鹽、羥胺
烷化劑:環(huán)磷酰胺、苯丁酸氮芥染料和芳香烴類化合物
5.生物因素:抗生素、黃曲霉素和病毒
6.氧化作用導(dǎo)致堿基損傷109第109頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(三)損傷意義
1.突變是生物進(jìn)化的分子基礎(chǔ)⒉突變導(dǎo)致死亡⒊突變是某些疾病的分子基礎(chǔ)110第110頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五二、DNA的修復(fù)
修復(fù):是對已發(fā)生分子改變的補償措施,使其回復(fù)為原有的天然狀態(tài)。111第111頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五修復(fù)方式:(一)錯配修復(fù)(二)切除修復(fù)(三)重組修復(fù)(四)直接修復(fù)(五)SOS反應(yīng)
112第112頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
模板識別(一)錯配修復(fù)113第113頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五錯配掃描114第114頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
錯配修復(fù)115第115頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五(二)切除修復(fù)堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)116第116頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五
堿基切除修復(fù)117第117頁,共130頁,2023年,2月20日,星期五UvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶ⅠOHP核苷酸切除修復(fù)是
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