第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件

一、基因突變的概念及其類別

由于基因內(nèi)部某一位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（化學(xué)變化），使其由原來的存在狀態(tài)而變?yōu)榱硪环N新的存在狀態(tài)，即變?yōu)樗牡任换颉Ｓ址Q為點(diǎn)突變（pointmutation）。染色體上一個(gè)座位內(nèi)的遺傳物質(zhì)的變化。

一、基因突變的概念及其類別由于基因內(nèi)部某一位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改1類別:按其發(fā)生的原因可分為

(1)自發(fā)突變（spontaneousmutation）。自然情況下發(fā)生的突變。

(2)誘發(fā)突變（inducedmutation）。人們有意識地利用物理、化學(xué)誘變因素引起的突變。（射線、溫度）。

這兩類突變在表現(xiàn)形式上沒有原則上的區(qū)別。類別:按其發(fā)生的原因可分為(1)自發(fā)突變（sponta2基因突變對堿基發(fā)生兩類變化：堿基替代：轉(zhuǎn)換（transition）顛換（transversion）移碼突變：基因突變對堿基發(fā)生兩類變化：堿基替代：轉(zhuǎn)換（transit3二、基因突變的表型特征(1)形態(tài)突變型（mirphologicalmutation）。泛指外形改變的突變型。因?yàn)檫@類突變可在外觀上看到,所以又稱可見突變（visiblem.）。(2)致死突變型（lethalmulations）:能引起個(gè)體死亡或生活力明顯下降的突變型。二、基因突變的表型特征(1)形態(tài)突變型（mirphologi4基因突變的表型特征(3)條件致死突變型:（conditionallethalmutation）

在一定條件下表現(xiàn)致死而在另外條件下能成活的突變型（conditionallethalmutation）。(4)生化突變型（biochemicalmutation）。沒有形態(tài)效應(yīng)但導(dǎo)致某種特定生化功能改變的突變型。表現(xiàn)在補(bǔ)充培養(yǎng)基上能生長。

基因突變的表型特征(3)條件致死突變型:(4)生化突變型5三、基因突變的分子效應(yīng)1.突變發(fā)生在基因編碼區(qū)（1）同義突變（samesensemutation）：又稱沉默突變?nèi)?、基因突變的分子效?yīng)1.突變發(fā)生在基因編碼區(qū)6第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件7（2）無義突變

（nonsensemutation）是指某一堿基的改變使mRNA的密碼子變成終止密碼,使多肽合成中斷,形成不完全的肽鏈,喪失生物活性。如DNAATG→ATTmRNAUACUAA酪氨酸終止（2）無義突變

（nonsensemutation）是指某8（3）錯(cuò)義突變

（missensemutation）指堿基替換的結(jié)果引起氨基酸序列的改變。有的影響到蛋白質(zhì)的活性和功能。甚至喪失全部活性。從而影響表型。也有引起蛋白質(zhì)活性和功能不同程度的喪失。（3）錯(cuò)義突變

（missensemutation）指堿9（4）移碼突變：會導(dǎo)致其蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能完全喪失。（4）移碼突變：會導(dǎo)致其蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能完全喪失。102.突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)通常這些區(qū)域突變的后果與它是否被破壞或產(chǎn)生一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)有關(guān)。結(jié)合位點(diǎn)一旦被破壞很可能改變基因在特定時(shí)間、組織或特定環(huán)境反應(yīng)中的表達(dá)量；使基因產(chǎn)物完全失活阻斷其產(chǎn)生。2.突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)通常這些區(qū)域突變的后果與它是否被11四、突變發(fā)生的時(shí)期和部位

可發(fā)生在任何時(shí)期（體細(xì)胞、性細(xì)胞）。性細(xì)胞的突變頻率比體細(xì)胞高，這是因?yàn)樾约?xì)胞在減數(shù)分裂末期對外界環(huán)境條件具有巨大的敏感性。性細(xì)胞(突變)突變配子后代個(gè)體；體細(xì)胞(突變)突變體細(xì)胞組織器官。四、突變發(fā)生的時(shí)期和部位可發(fā)生在任何時(shí)期（體細(xì)胞、性細(xì)胞）12高等生物基因突變時(shí)期與性狀表現(xiàn)高等生物基因突變時(shí)期與性狀表現(xiàn)13嵌合體：同一器官或組織表現(xiàn)出不同性狀的個(gè)體。嵌合體：同一器官或組織表現(xiàn)出不同性狀的個(gè)體。14五、突變頻率（mutationrate）突變率指在一個(gè)世代中或一定時(shí)間內(nèi),在特定的條件下,一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一基因突變的概率。有性生殖生物：用突變配子占總配子比例(配子發(fā)生突變的概率)表示；(單細(xì)胞)無性繁殖生物：每一世代中細(xì)胞發(fā)生突變的頻率。五、突變頻率（mutationrate）突變率指在一個(gè)世代15自然突變頻率自然條件下基因突變率一般較低，并隨生物種類、基因而異：不同生物種類的基因突變率：高等植物： ~1×10-5-1×10-8;低等生物，如細(xì)菌： ~1×10-4-1×10-10;人： ~1×10-4-1×10-6.同一物種的不同基因的天然突變率也明顯不同：突變的稀有性但相對穩(wěn)定自然突變頻率自然條件下基因突變率一般較低，并隨生物種類、基因16第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件17突變熱點(diǎn)：DNA分子上的每一個(gè)部分發(fā)生突變的頻率并不相同，在某些位點(diǎn)發(fā)生突變的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均數(shù)，這些位點(diǎn)稱為突變熱點(diǎn)（hotspotsofmutation）。突變熱點(diǎn)：DNA分子上的每一個(gè)部分發(fā)生突變的頻率并不相同，在18在計(jì)算突變率時(shí)，必須考慮的是群體而不是單一的個(gè)體。在人類方面突變率的估算是根據(jù)家系中顯性性狀和X連鎖性狀的出現(xiàn)，在這些家系中，祖先各代是沒有這些性狀的。根據(jù)Neel和Falls的調(diào)查，在1054984個(gè)出生嬰兒中，總共有49個(gè)兒童患視網(wǎng)膜色素瘤。因?yàn)橛羞@種病的兒童是致死的，我們可以假設(shè)，每一個(gè)兒童被發(fā)現(xiàn)有視網(wǎng)膜色素瘤是，就表示形成該兒童的兩個(gè)配子中，有一個(gè)配子發(fā)生了顯性突變，所以突變率是

49/2（1054984）=2.3Ⅹ10-5在計(jì)算突變率時(shí)，必須考慮的是群體而不是單一的個(gè)體。在人類方面19六、基因突變的特性1.突變的重演性是指同一突變可以在同種生物的不同個(gè)體間多次發(fā)生。2.突變的可逆性顯性基因A可以突變?yōu)殡[性基因a，反之亦可。通常把A→a稱為正突變，a→A為反突變。正突變（forwardmutation）:野生型基因→等位基因突變型?；貜?fù)突變（backmutation）:突變型基因→野生型基因。

在多數(shù)情況下，正突變率U總是高于反突變率V。六、基因突變的特性1.突變的重演性正突變（forwardm20回復(fù)突變與抑制因子的突變真正的回復(fù)突變:突變發(fā)生在同一座位，跟正突變一樣。抑制因子的突變:另一座位抑制基因突變，從而掩蓋了原來的突變型，表現(xiàn)出野生型。區(qū)別方法:前者與野生型雜交還是野生型，后者與野生型雜交出現(xiàn)重組型（突變型重新出現(xiàn)）。圖示說明回復(fù)突變與抑制因子的突變真正的回復(fù)突變:突變發(fā)生在同一座位，213.突變的多方向性

基因突變的方向是不定的，可以多方向發(fā)生

A→a1，A→a2，A→a3，……A→an具有對性關(guān)系的基因是位于同一基因位點(diǎn)上的。位于同一基因位點(diǎn)的各個(gè)等位基因，在遺傳上稱為復(fù)等位基因。(1)突變的方向不是無限的,只能在一定范圍內(nèi)變化。(2)由于同一座位上不同位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。(3)不論復(fù)等位基因有多少,在一個(gè)體細(xì)胞中只有2個(gè),配子中只有一個(gè)。

3.突變的多方向性基因突變的方向是不定的，可以多方向發(fā)生224、突變的有害性和有利性(1)大多數(shù)有害或不利。大量觀察表明，絕大多數(shù)的基因突變都對生物帶來不利的影響，如生活力下降，育性降低，可以說突變的有害性是生物界較普遍的現(xiàn)象。少數(shù)有利。如抗病性、早熟性、抗倒伏、微生物。(2)有利有害是相對的。雄性不育、落粒性。在一定條件下可以轉(zhuǎn)化，如矮桿雄性不育，對人或其他條件卻有利，可作為人類利用雜種優(yōu)勢的一種極好的材料，免去了人工去雄的麻煩；如落粒性、對生物有利，但對人不利。

4、突變的有害性和有利性(1)大多數(shù)有害或不利。大量觀察表明23七、自發(fā)突變的原因1.自發(fā)損傷常見的自發(fā)損傷。有脫嘌呤和脫氨基。脫嘌呤:在DNA復(fù)制中，無法確定一個(gè)與原嘌呤配對的堿基。修復(fù)：移去無嘌呤位點(diǎn)；或在對面插入一個(gè)堿基，引起突變。七、自發(fā)突變的原因1.自發(fā)損傷24自發(fā)突變的原因：2.堿基的氧化損傷3.DNA復(fù)制錯(cuò)誤①配對錯(cuò)誤②插入或缺失自發(fā)突變的原因：2.堿基的氧化損傷254.其他可能的機(jī)制1）輻射：2）溫度的極端變化：過高或過低。3）化學(xué)物質(zhì)：主要4）體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)某些生理、生化過程所產(chǎn)生的物質(zhì)的作用。4.其他可能的機(jī)制1）輻射：26第二節(jié)誘發(fā)突變自然突變的頻率很低。

1927年H.J.Muller和L.J.Stadler用X射線γ射線誘發(fā)果蠅、玉米及大麥種子突變。以后相繼發(fā)現(xiàn)α、β、中子、質(zhì)子、超生波、紫外線、激光的誘變作用。從N－芥子氣開始,又進(jìn)行了化學(xué)誘變的研究。研究目的和作用:1.研究突變的過程和性質(zhì)2.育種工作,提供廣泛的變異材料3.環(huán)境保護(hù),醫(yī)學(xué)防護(hù)4.原核生物—使遺傳學(xué)開始分子水平的研究把能誘發(fā)生物體變異的理化條件稱為誘變因素(mutagen)或誘變劑。

第二節(jié)誘發(fā)突變自然突變的頻率很低。研究目的和作用:把能27一、物理誘變因素(一)物理誘變因素的種類在多種物理誘變因素中應(yīng)用最廣而行之有效的是射線。各種射線的物理本質(zhì)都是含有一定能量的波。按其作用性質(zhì)的不同,可以分為：電離射線：α、β、γ、中子質(zhì)子、X射線。非電離射線：紫外線。一、物理誘變因素(一)物理誘變因素的種類各種射線的物理本質(zhì)281.電離射線：電離射線是一種能量比較高的射線，能引起電離作用。(1)作用方式:a.直接作用:對細(xì)胞（DNA）的物理學(xué)效應(yīng)。DNA分子被射線作用產(chǎn)生電離和激發(fā)（離子對）。b.間接作用:對細(xì)胞的輻射化學(xué)效應(yīng)。使細(xì)胞內(nèi)發(fā)生化學(xué)變化,如水（80%）被分解為自由基H°OH°（自由基:含有不平衡電子的有一定功能的原子或原子團(tuán),特別容易起化學(xué)反應(yīng)）。(2)作用結(jié)果:染色體畸變,基因突變1.電離射線：電離射線是一種能量比較高的射線，能引起電離作用29射線:是典型的電離射線,一般波長為10-2-103?(1?=10-8㎝),波長越短,則能量越高,穿透力越強(qiáng),或者說越硬。射線由線發(fā)射機(jī)產(chǎn)生,通常用來照射植物的種子、枝條和微生物,也可照射動物,劑量易控制,防護(hù)問題也比較簡單。用鉛制成的防護(hù)物能夠有效地防止射線侵入。射線:是典型的電離射線,一般波長為10-2-103?(130r射線:波長比射線短(10-7-10-1?),能量越高,穿透力越強(qiáng),主要由放射性同位素鈷(Co60)和銫(Cs137)產(chǎn)生,用得較多的是Co60,其半衰期為5.3年。鈷輻射源可以設(shè)置在室外,造成一個(gè)所謂“鈷場”,對大面積的植物進(jìn)行全身照射,也可以設(shè)計(jì)成“鈷炮”等裝置,進(jìn)行室內(nèi)照射。r射線:波長比射線短(10-7-10-1?),能量越高31輻射劑量及表示方法:單位質(zhì)量被照射的物質(zhì)所吸收的能量數(shù)值，稱為輻射劑量。射線和r射線：用“倫琴”（r）表示，1R的照射可使1cm3的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的干燥空氣產(chǎn)生一靜電單位的電離量(或能量)。1r能產(chǎn)生多少突變，因生物種類不同，照射的器官、處理時(shí)間不同而不同。戈瑞（Gy／ｈ）和西弗（Ｓｖ）.輻射劑量及表示方法:單位質(zhì)量被照射的物質(zhì)所吸收的能量數(shù)值，稱322.非電離射線射線種類：紫外線（Ultraviolet）作用機(jī)理：由于能量較低，不足以使原子電離，只能產(chǎn)生激發(fā)作用。a.直接作用:引起分子內(nèi)電子產(chǎn)生激發(fā)而變成激發(fā)分子或活化分子,使某些化學(xué)鍵斷裂,產(chǎn)生化學(xué)鍵斷裂和化學(xué)變化b.間接作用:激活甲分子→乙分子（熒火和能量轉(zhuǎn)移）。如使DNA形成胸腺嘧啶二聚體紫外線波長比較長，為2000-3900?，最有較的波長為2600?左右。實(shí)際應(yīng)用上由紫外燈產(chǎn)生，因價(jià)廉而且使用方便在微生物中應(yīng)用較廣，因穿透力很弱，對于一般的植物效果不顯著。紫外線的劑量一般采用相對單位，在光源和距離固定的情況下用照射時(shí)間來表示。2.非電離射線射線種類：紫外線（Ultraviolet）紫33（二）物理誘變劑的規(guī)律1.在一定劑量范圍內(nèi)，突變率與照射劑量成正比。2.劑量有累加作用。連續(xù)照射與間歇分次照射。作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一是生理作用，即引起當(dāng)代的直接損傷；其二是遺傳效應(yīng)，使生殖細(xì)胞發(fā)生突變，貽害后代。（二）物理誘變劑的規(guī)律1.在一定劑量范圍內(nèi)，突變率與照射劑量34二、化學(xué)因素誘變化學(xué)誘變的一般特點(diǎn)是:損傷小，誘變頻率較低，處理比較方便，把化學(xué)誘變劑添加到培養(yǎng)基中培養(yǎng)。自發(fā)突變和誘發(fā)突變有一個(gè)共通的特性，就是突變的發(fā)生是隨機(jī)的。二、化學(xué)因素誘變化學(xué)誘變的一般特點(diǎn)是:自發(fā)突變和誘發(fā)突變有一35化學(xué)誘變因素的主要類別:(1)烷化劑:(2)堿基類似物:(3)吖啶類染料:研究化學(xué)誘變的意義(1)了解突變的機(jī)理,認(rèn)識基因的結(jié)構(gòu)和本質(zhì)。(2)分析變異的生理生化過程。(3)育種實(shí)踐中定向誘變。(4)研究腫瘤的發(fā)生機(jī)制與防治。

化學(xué)誘變因素的主要類別:(1)烷化劑:研究化學(xué)誘變的意義361.堿基類似物誘變原理：化學(xué)藥物分子結(jié)構(gòu)與DNA堿基相似，在不妨礙基因復(fù)制的情況下能滲入到基因分子中。在DNA復(fù)制時(shí)引起堿基配對差錯(cuò)，最終導(dǎo)致堿基對的替換，引起突變。

這類誘變物質(zhì)有5-溴尿嘧啶、5-溴去氧尿核苷、2-氨基嘌呤等。（1）5-溴尿嘧啶:酮式:與A配對烯醇式:與G配對1.堿基類似物誘變原理：化學(xué)藥物分子結(jié)構(gòu)與DNA堿基相似，在37第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件38第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件39第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件40第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件41(2).2—氨基嘌呤（2—AP）作為腺嘌呤的類似物與胸腺嘧啶配對，當(dāng)發(fā)生質(zhì)子化后它又可以與胞嘧啶發(fā)生錯(cuò)配。AT→GCGC→AT(2).2—氨基嘌呤（2—AP）作為腺嘌呤的類似物與胸腺嘧啶422.堿基改變凡是能和DNA起化學(xué)反應(yīng)并能改變堿基氫鍵特性的物質(zhì)，叫做DNA誘變劑。如亞硝酸、烷化劑、羥胺等。①亞硝酸(HNO2)：氧化脫氨作用2.堿基改變凡是能和DNA起化學(xué)反應(yīng)并能改變堿基氫鍵特性的物43第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件44②.烷化劑：如：乙基甲磺酸[EMS,CH3SO2(OC2H5)]

硫酸二乙酯[DES，SO2(OC2H5)2]

乙烯亞胺[EI，H2C—CH2]烷化作用：通過烷基置換其它分子氫原子的作用。

②.烷化劑：如：乙基甲磺酸[EMS,CH3SO2(O45第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件46③嵌入劑誘變劑：原黃素、吖啶橙等染料。能嵌入DNA雙鏈中的堿基之間，引起單一核酸的缺失或插入，造成突變.吖啶類誘發(fā)的突變的一個(gè)重要特征是：吖啶類化合物所誘發(fā)的突變能用吖啶類來回復(fù),但不能用堿基替換來回復(fù)。③嵌入劑誘變劑：能嵌入DNA雙鏈中的堿基之間，引起單一核酸的47第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件48黃曲霉素B1（AFB1）：

在鳥嘌呤N7位置上形成一個(gè)復(fù)合物，導(dǎo)致堿基和糖之間的糖苷鍵斷裂，釋放堿基產(chǎn)生無嘌呤位點(diǎn)。研究表明，SOS修復(fù)系統(tǒng)可以越過這些無嘌呤位點(diǎn)并在互補(bǔ)鏈上加上腺嘌呤。導(dǎo)致GC變AT。黃曲霉素B1（AFB1）：在鳥嘌呤N7位置上形成一個(gè)復(fù)合物49第三節(jié)突變的檢出一、果蠅突變的檢出1.果蠅X連鎖隱性突變的檢出ClB品系：第三節(jié)突變的檢出一、果蠅突變的檢出50第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件51Muller－5技術(shù)

X染色體上帶有B（棒眼）,wa（杏色眼）和一些倒位,抑制Muller－5的X染色體與野生型X染色體發(fā)生重組。Muller－5技術(shù)X染色體上帶有B（棒眼）,wa（杏色眼52第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件53第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件54觀察分析F2：①如果無X隱性致死突變預(yù)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(yù)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。觀察分析F2：①如果無X隱性致死突變預(yù)期F255并連Ｘ染色體法：并連Ｘ染色體法：562.常染色體基因突變的檢出利用平衡致死系統(tǒng):例如:果蠅第二常染色體上的兩條染色體(Cy和S)

一條:有顯性翻翅基因Cy（Curly）。純合致死,有一大倒位。另一條:有顯性星狀眼基因S（slar）。純合致死。實(shí)驗(yàn)過程:CY+/+S和CY+/+S雜交,后代只有CY+/+S?，F(xiàn)在把這系統(tǒng)的雌蠅與要檢的雄蠅交配，在子一代中選取翻翅雄蠅，再與這系統(tǒng)的雌蠅單對交配，分別飼養(yǎng)。2.常染色體基因突變的檢出利用平衡致死系統(tǒng):實(shí)驗(yàn)過程:57第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件58在子二代中選取翻翅個(gè)體相互交配，在子三代時(shí)觀察：（1）如最初第二染色體上不帶有致死基因，則有33%左右的野生型。（2）如最初第二染色體上帶有致死基因，則只有翻翅果蠅。（3）如最初第二染色體上含有隱性可見突變，則除翻翅果蠅外，還有33%左右的突變型檢出特點(diǎn)：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。問題?在子二代中選取翻翅個(gè)體相互交配，在子三代時(shí)觀察：（1）如最初59二、鏈孢霉突變的檢出鑒定是否發(fā)生突變,排除野生型誘變處理—完全培養(yǎng)基—基本培養(yǎng)基—補(bǔ)充培養(yǎng)基二、鏈孢霉突變的檢出鑒定是否發(fā)生突變,排除野生型60第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件61三、人類突變的檢出需依靠家系分析（pedigree

analysis）和出生調(diào)查。1.人類中突變的檢出,最可靠的還是限于顯性基因。2.通過電泳技術(shù),篩選各種蛋白質(zhì)或酶的微小變異,這些微小差異是可遺傳的。這種變異的存在,表明蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序可以由突變而改變。但不是所有的氨基酸的改變都可由電泳檢出。所以某一蛋白質(zhì)的突變率可能低估。三、人類突變的檢出需依靠家系分析（pedigree

ana62第四節(jié)DNA分子損傷的修復(fù)在細(xì)胞中能進(jìn)行修復(fù)的生物大分子也就只有DNA，反映了DNA對生命的重要性另一方面，在生物進(jìn)化中突變又是與遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性相對立統(tǒng)一而普遍存在的現(xiàn)象，DNA分子的變化并不是全部都能被修復(fù)成原樣的，正因?yàn)槿绱松锊艜凶儺?、有進(jìn)化。第四節(jié)DNA分子損傷的修復(fù)在細(xì)胞中能進(jìn)行修復(fù)的生物大分子63一、DNA損傷的原因（一）DNA分子的自發(fā)性損傷1、DNA復(fù)制中的錯(cuò)誤2、DNA的自發(fā)性化學(xué)變化（二）物理因素引起的DNA損傷射線引起的DNA損傷是最引人注意的。一、DNA損傷的原因（一）DNA分子的自發(fā)性損傷641、紫外線引起的DNA損傷當(dāng)DNA受到最易被其吸收波長（～260nm）的紫外線照射時(shí)，主要是使同一條DNA鏈上相鄰的嘧啶以共價(jià)鍵連成二聚體，相鄰的兩個(gè)T、或兩個(gè)C、或C與T間都可以環(huán)丁基環(huán)（cyclobutanering）連成二聚體，其中最容易形成的是TT二聚體.。1、紫外線引起的DNA損傷當(dāng)DNA受到最易被其吸收波長（～265第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件662、電離輻射引起的DNA損傷電離輻射可導(dǎo)致DNA分子的多種變化：①堿基變化：主要是由OH-自由基引起，包括DNA鏈上的堿基氧化修飾、過氧化物的形成、堿基環(huán)的破壞和脫落等。一般嘧啶比嘌呤更敏感。②脫氧核糖變化：脫氧核糖上的每個(gè)碳原子和羥基上的氫都能與OH-反應(yīng)，導(dǎo)致脫氧核糖分解，最后會引起DNA鏈斷裂。③DNA鏈斷裂④交聯(lián)：包括DNA鏈交聯(lián)和DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)。2、電離輻射引起的DNA損傷電離輻射可導(dǎo)致DNA分子的多種67（三）化學(xué)因素引起的DNA損傷（三）化學(xué)因素引起的DNA損傷68DNA損傷的后果歸納DNA損傷后分子最終的改變，有以下幾種類型①點(diǎn)突變pointmutation②缺失（deletion）③插入（insertion）④倒位（transposition）⑤雙鏈斷裂突變或誘變對生物可能產(chǎn)生4種后果：①致死性；②喪失某些功能；③改變基因型，而不改變表現(xiàn)型；④發(fā)生了有利于物種生存的結(jié)果，使生物進(jìn)化。DNA損傷的后果歸納DNA損傷后分子最終的改變，有以下幾種類69二、DNA損傷的修復(fù)1．光復(fù)活photoreaetivation這是最早發(fā)現(xiàn)的DNA修復(fù)方式。修復(fù)是由細(xì)菌中的DNA光解酶（photolyase）完成，結(jié)合反應(yīng)不需要光；結(jié)合后如受300-600nm波長的光照射，則此酶就被激活將二聚體分解為兩個(gè)正常的嘧啶單體，然后酶從DNA鏈上釋放，DNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)類似的修復(fù)酶廣泛存在于動植物中，人體細(xì)胞中也有發(fā)現(xiàn)。二、DNA損傷的修復(fù)1．光復(fù)活photoreaetivati70第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件712、切除修復(fù)

（excisionrepair）是修復(fù)DNA損傷最為普遍的方式，對多種DNA損傷包括堿基脫落形成的無堿基位點(diǎn)、嘧啶二聚體、堿基烷基化、單鏈斷裂等都能起修復(fù)作用。切除修復(fù)有兩種可能：先補(bǔ)后切先切后補(bǔ)這種修復(fù)方式普遍存在于各種生物細(xì)胞中，也是人體細(xì)胞主要的DNA修復(fù)機(jī)制。2、切除修復(fù)

（excisionrepair）是修復(fù)DNA72第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件733．重組修復(fù)

（recombinationrepair）①受損傷的DNA鏈復(fù)制時(shí)，產(chǎn)生的子代DNA在損傷的對應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。②完整的另一條母鏈DNA與有缺口的子鏈DNA進(jìn)行重組交換，將母鏈DNA上相應(yīng)的片段填補(bǔ)子鏈缺口處，而母鏈DNA出現(xiàn)缺口。③以另一條子鏈DNA為模板，經(jīng)DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填補(bǔ)母鏈DNA的缺口，最后由DNA連接酶連接，完成修補(bǔ)。3．重組修復(fù)

（recombinationrepair）①74第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件75第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件764．錯(cuò)配修復(fù)該系統(tǒng)包括可識別GATC序列和錯(cuò)配堿基的錯(cuò)配矯正酶、DNApolⅢ、外切核酸酶和DNA連接酶。4．錯(cuò)配修復(fù)該系統(tǒng)包括可識別GATC序列和錯(cuò)配堿基的錯(cuò)配矯正775.SOS修復(fù)（1）SOS修復(fù)（SOSrepair）是細(xì)胞中的DNA受到大規(guī)模損傷，嚴(yán)重影響其生存，在其他修復(fù)難以見效的情況下，被誘發(fā)出的一種高效修復(fù)系統(tǒng)，這種修復(fù)系統(tǒng)以損失一定的保真性，可以修復(fù)其他修復(fù)系統(tǒng)難以完成的DNA損傷，但準(zhǔn)確性較差，是一種傾向差錯(cuò)性修復(fù)系統(tǒng)。

5.SOS修復(fù)（1）SOS修復(fù)（SOSrepair）78SOS修復(fù)SOS系統(tǒng)在一般情況下是關(guān)閉的，在上述的情況下被開啟。修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯(cuò)誤較多，故又稱為錯(cuò)誤傾向修復(fù)（error-pronerepair），使細(xì)胞有較高的突變率。SOS修復(fù)SOS系統(tǒng)在一般情況下是關(guān)閉的，在上述的情況下被開79(2)SOS反應(yīng)機(jī)體受到大劑量的誘變產(chǎn)生大規(guī)模DNA損傷時(shí)，可產(chǎn)生一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng)，稱為應(yīng)急反應(yīng)（SOSresponse）。包括生長抑制、分裂停止、呼吸受阻、整合在宿主基因組上的原噬菌體釋放、細(xì)胞正常生長發(fā)育的許多基因關(guān)閉，同時(shí)有一些應(yīng)激狀態(tài)下的新基因開放等。(2)SOS反應(yīng)機(jī)體受到大劑量的誘變產(chǎn)生大規(guī)模DNA損傷時(shí)，80（3）SOS修復(fù)機(jī)制兩種機(jī)制對DNA損傷進(jìn)行修復(fù)：①通過式修復(fù)當(dāng)DNA的損傷無法通過其他修復(fù)途徑完成時(shí)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種新的DNA聚合酶，該酶不會對損傷部位新合成的堿基配對狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，就可通過該損傷部位。②切除修復(fù)如果DNA雙鏈上均有損傷，而且距離較近，機(jī)體可能先對其中一條鏈采取切除式修復(fù)，一個(gè)位點(diǎn)修復(fù)正常，另一個(gè)則產(chǎn)生錯(cuò)誤，再對另一條鏈切除式修復(fù)，又會保留這個(gè)基因突變。也可能在復(fù)制后由外切酶的作用擴(kuò)大缺口，發(fā)生通過式修復(fù)產(chǎn)生錯(cuò)誤，形成新的突變。（3）SOS修復(fù)機(jī)制兩種機(jī)制對DNA損傷進(jìn)行修復(fù)：②切除修81三、DNA修復(fù)的意義三、DNA修復(fù)的意義82第五節(jié)遺傳重組分子機(jī)理重組大抵分為三種類型。同源重組（homologousrecombination）位點(diǎn)專一性重組（site-specificrecombination）異常重組（illegitimaterecombination）第五節(jié)遺傳重組分子機(jī)理重組大抵分為三種類型。83一、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）就是表現(xiàn)出不規(guī)則的分離現(xiàn)象。在雜合體中，某一個(gè)或某些基因轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Φ牡任换蚪谢蜣D(zhuǎn)換（非相互交換/非相互重組nonreciprocalexchange/recombination）一、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）84基因轉(zhuǎn)變實(shí)例：Lindegren在面包酵母發(fā)現(xiàn)3A：1a，或3a：1A.Mitchell在鏈孢霉中也發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。Pdx+×+pdxp

585個(gè)子囊4個(gè)子囊異常（6：2）正常孢子分離比1：1（或4：4）基因轉(zhuǎn)變實(shí)例：Lindegren在面包酵母發(fā)現(xiàn)3A：1a，P85原因是由于基因轉(zhuǎn)換所引起，不是基因突變：①產(chǎn)生頻率比一般突變高②方向一定原因是由于基因轉(zhuǎn)換所引起，不是基因突變：86第九章-遺傳物質(zhì)的改變二課件87基因轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)：基因轉(zhuǎn)變往往伴有轉(zhuǎn)換區(qū)外基因的重組，但區(qū)外基因重組是正常的交互方式，所以雖然pdxp位點(diǎn)出現(xiàn)異常的3：1（或6：2分離），但緊密連鎖的pdx位點(diǎn)仍顯示正常的2：2分離?；蜣D(zhuǎn)變的特點(diǎn)：基因轉(zhuǎn)變往往伴有轉(zhuǎn)換區(qū)外基因的重組，但區(qū)外基88糞生糞殼菌g座位Olive等，

g-：子囊孢子灰色g+：子囊孢子的黑色g+×g-20萬子囊,0.06%是5∶3分離0.05%是6∶2分離0.008是3∶1∶1∶3

（或異常4∶4）