第七章 微生物遺傳-變異物質(zhì)基礎(chǔ)

第七

章微生物遺傳1遺傳：親代與子代相似變異：親代與子代、子代間不同個(gè)體不完全相同遺傳(inheritance)和變異(variation)是生命的最本質(zhì)特性之一。遺傳型：表型：生物的全部遺傳因子所攜帶的遺傳信息具有一定遺傳型的個(gè)體，在特定環(huán)境條件下通過(guò)生長(zhǎng)發(fā)育所表現(xiàn)出來(lái)的外表特征和內(nèi)在特征的總和。表型是由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關(guān)。2表型飾變：表型的差異只與環(huán)境有關(guān)特點(diǎn)：暫時(shí)性、不可遺傳性、表現(xiàn)為全部個(gè)體的行為遺傳型變異（基因變異、基因突變）：遺傳物質(zhì)改變，導(dǎo)致表型改變特點(diǎn)：遺傳性、群體中極少數(shù)個(gè)體的行為Productionofaredpigment(prodigiosin)bySerratiamarcescens.

Fromlefttoright:slantculturegrownat25°C,slantculturegrownat37°C,brothculturegrownat25°C,brothculturegrownat37°C.

3微生物是遺傳學(xué)研究中的明星：微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系；很多常見微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長(zhǎng)繁殖；物種和代謝類型多樣；對(duì)環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類突變株，操作性強(qiáng)。4第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、三個(gè)證明核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)1、經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌：S型（菌體具莢膜，菌落表面光滑，有致病能力）

R型（菌體無(wú)莢膜，菌落表面粗糙，無(wú)致病能力）51928年，F(xiàn).Griffth作了3組實(shí)驗(yàn):61944年，Avery精確重復(fù)了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，確定了轉(zhuǎn)化因子實(shí)驗(yàn)證明，將R菌轉(zhuǎn)化為S菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA72、T2噬菌體感染實(shí)驗(yàn)1952年Hershey和Chase用32P標(biāo)記DNA，用35S標(biāo)記蛋白。實(shí)驗(yàn)證明，進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)是DNA。DNA包含有產(chǎn)生完整噬菌體的全部信息。83、植物病毒重建實(shí)驗(yàn)1956年H.Fraenkel-Conrat用煙草花葉病毒進(jìn)行拆分與重建實(shí)驗(yàn)證明，RNA也是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。9二、遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)存在的部位和方式（一）遺傳物質(zhì)在7個(gè)水平上的形式1、細(xì)胞水平2、細(xì)胞核水平3、染色體水平4、核酸水平5、基因水平6、密碼子水平7、核苷酸水平101、細(xì)胞水平真核微生物：細(xì)胞核原核微生物：核區(qū)細(xì)胞核或核區(qū)的數(shù)目在不同的微生物中是不同的112、細(xì)胞核水平真核生物細(xì)胞核核染色體原核生物核區(qū)DNA鏈核基因組在核基因組之外，還存在各種形式的核外遺傳物質(zhì)123、染色體水平（1）染色體是由組蛋白與DNA構(gòu)成的線狀結(jié)構(gòu)；（2）染色體的數(shù)目在不同的生物中是不同的；（3）染色體的倍數(shù)在同一生物的不同生活時(shí)期是不同的；134、核酸水平核酸種類：DNA，RNA核酸結(jié)構(gòu)：雙鏈、單鏈；環(huán)狀，線狀，超螺旋狀DNA長(zhǎng)度：因種而異微生物基因組測(cè)序工作是在人類基因組計(jì)劃的促進(jìn)下開始的，最開始是作為模式生物，后來(lái)不斷發(fā)展，已成為研究微生物學(xué)的最有力的手段。145、基因水平156、密碼子水平167、核苷酸水平核苷酸是最小突變單位和交換單位17第二節(jié)微生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、原核生物（細(xì)菌、古生菌）的基因組1）染色體為雙鏈環(huán)狀的DNA分子（單倍體）；2）基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；3）功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)；4）結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝；5）基因組的重復(fù)序列少而短；182、真核微生物（啤酒酵母）的基因組1996年由96個(gè)實(shí)驗(yàn)室633位科學(xué)家完成測(cè)序工作。1）典型的真核染色體結(jié)構(gòu)；啤酒酵母基因組大小為13.5×106bp，分布在16條染色體中。2）沒(méi)有明顯的操縱子結(jié)構(gòu)；3）有間隔區(qū)（即非編碼區(qū)）和內(nèi)含子序列；4）重復(fù)序列多，遺傳豐余；193、詹氏甲烷球菌的基因組該古生菌發(fā)現(xiàn)于1982年，生活在2600米深、260個(gè)大氣壓、94℃海底火山口。1996由美國(guó)基因研究所等完成測(cè)序。1）有近一半的基因在基因數(shù)據(jù)庫(kù)中找不到同源序列；2）基因組在結(jié)構(gòu)上類似于細(xì)菌；3）負(fù)責(zé)信息傳遞功能的基因（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯）類似于真核生物；4）是真細(xì)菌和真核生物特征的一種奇異的結(jié)合體。204、原核生物和真核生物的基因組比較21第三節(jié)原核生物的質(zhì)粒與轉(zhuǎn)座因子

一、質(zhì)粒

一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。22大小：約為2-100×106Dalton，上面攜帶有數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)基因。1、性質(zhì)①可以在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體之外獨(dú)立存在（游離態(tài)），也可以通過(guò)交換摻入染色體上，以附加體（episome）的形式存在；②質(zhì)粒是一種復(fù)制子（replicon），根據(jù)自我復(fù)制能力的不同，可把質(zhì)粒復(fù)制的控制形式分為嚴(yán)緊型和松弛型兩種，嚴(yán)緊型質(zhì)粒的復(fù)制受細(xì)胞核控制，與染色體DNA復(fù)制相伴隨,一般一個(gè)寄主細(xì)胞內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)（1-5）個(gè)拷貝；松弛型質(zhì)粒的復(fù)制不受細(xì)胞核控制，在染色體DNA復(fù)制停止的情況下仍可以進(jìn)行復(fù)制，在細(xì)胞內(nèi)的數(shù)量可以達(dá)到10-200個(gè)或更多。③可以通過(guò)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)或接合作用而由一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)菌細(xì)胞中，可成為基因工程的載體。④對(duì)于細(xì)菌的生存并不是必要的⑤功能多樣化232、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常以共價(jià)閉合環(huán)狀(covalentlyclosedcircle，簡(jiǎn)稱CCC)的超螺旋雙鏈DNA分子存在于細(xì)胞中；也發(fā)現(xiàn)有OC型、L型雙鏈DNA質(zhì)粒和RNA質(zhì)粒；質(zhì)粒分子的大小范圍從1kb左右到1000kb；

細(xì)菌質(zhì)粒多在10kb以內(nèi)243、質(zhì)粒的類型嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒(stringentplasmid)：復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制同步，低拷貝數(shù)松弛型質(zhì)粒(relaxedplasmid)：復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制不同步，高拷貝數(shù)窄宿主范圍質(zhì)粒(narrowhostrangeplasmid)（只能在一種特定的宿主細(xì)胞中復(fù)制）廣宿主范圍質(zhì)粒(broadhostrangeplasmid)（可以在許多種細(xì)菌中復(fù)制）254、質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小，易分離和操作（2）環(huán)狀，穩(wěn)定（3）獨(dú)立復(fù)制（4）拷貝數(shù)多（5）存在標(biāo)記位點(diǎn)，易篩選E.coli的pBR322質(zhì)粒是一個(gè)常用的克隆載體265、質(zhì)粒的檢測(cè)提取所有胞內(nèi)DNA后電鏡觀察；超速離心或瓊脂糖凝膠電泳后觀察；對(duì)于實(shí)驗(yàn)室常用菌，可用質(zhì)粒所帶的某些特點(diǎn)，如抗藥性初步判斷。276、質(zhì)粒的主要種類質(zhì)粒所編碼的功能和賦予宿主的表型效應(yīng)致育因子（Fertilityfactor，F(xiàn)因子）抗性因子（Resistancefactor，R因子）產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性質(zhì)粒（virulenceplasmid）代謝質(zhì)粒（Metabolicplasmid）隱秘質(zhì)粒（crypticplasmid）28（1）致育因子(Fertilityfactor，F(xiàn)因子)又稱F質(zhì)粒，其大小約100kb，這是最早發(fā)現(xiàn)的一種與大腸桿菌的有性生殖現(xiàn)象（接合作用）有關(guān)的質(zhì)粒。攜帶F質(zhì)粒的菌株稱為F+菌株（相當(dāng)于雄性），無(wú)F質(zhì)粒的菌株稱為F-菌株（相當(dāng)于雌性）。F因子能以游離狀態(tài)(F+)和以與染色體相結(jié)合的狀態(tài)(Hfr)存在于細(xì)胞中，所以又稱之為附加體(episome)。29（2）抗性因子（Resistancefactor，R因子）包括抗藥性和抗重金屬二大類，簡(jiǎn)稱R質(zhì)粒。抗性質(zhì)粒在細(xì)菌間的傳遞是細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的重要原因之一。R質(zhì)粒抗性轉(zhuǎn)移因子（RTF）：轉(zhuǎn)移和復(fù)制基因抗性決定因子：抗性基因30R100質(zhì)粒(89kb)可使宿主對(duì)下列藥物及重金屬具有抗性：汞（mercuricion，mer）四環(huán)素（tetracycline，tet）鏈霉素(Streptomycin,Str)、磺胺(Sulfonamide,Su)、氯霉素(Chlorampenicol,Cm)、夫西地酸（fusidicacid，fus）并且負(fù)責(zé)這些抗性的基因是成簇地存在于抗性質(zhì)粒上。31（3）產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒（Bacteriocinproductionplasmid）32一般都位于質(zhì)粒或轉(zhuǎn)座子上，因此，細(xì)菌素可以殺死同種但不攜帶該質(zhì)粒的菌株。細(xì)菌素一般根據(jù)產(chǎn)生菌的種類進(jìn)行命名：大腸桿菌（E.coli）產(chǎn)生的細(xì)菌素為colicins（大腸桿菌素），而質(zhì)粒被稱為Col質(zhì)粒。細(xì)菌素結(jié)構(gòu)基因涉及細(xì)菌素運(yùn)輸及發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)的基因賦予宿主對(duì)該細(xì)菌素具有“免疫力”的相關(guān)產(chǎn)物的基因。33（4）毒性質(zhì)粒（virulenceplasmid）許多致病菌的致病性是由其所攜帶的質(zhì)粒引起的，這些質(zhì)粒具有編碼毒素的基因，其產(chǎn)物對(duì)宿主（動(dòng)物、植物）造成傷害。34產(chǎn)毒素大腸桿菌是引起人類和動(dòng)物腹瀉的主要病原菌之一，其中許多菌株含有為一種或多種腸毒素編碼的質(zhì)粒。蘇云金桿菌含有編碼δ內(nèi)毒素(伴孢晶體中)的質(zhì)粒。根癌土壤桿菌所含Ti質(zhì)粒是引起雙子葉植物冠癭瘤的致病因子。3536Ti質(zhì)粒中的T-DNA可攜帶任何外源基因整合到植物基因組中，是植物基因工程中有效的克隆載體。37（5）代謝質(zhì)粒（Metabolicplasmid）質(zhì)粒上攜帶有有利于微生物生存的基因，如能降解某些基質(zhì)的酶，進(jìn)行共生固氮，或產(chǎn)生抗生素（某些放線菌）等。將復(fù)雜的有機(jī)化合物降解成能被其作為碳源和能源利用的簡(jiǎn)單形式，環(huán)境保護(hù)方面具有重要的意義。38假單胞菌：具有降解一些有毒化合物，如芳香簇化合物(苯)、農(nóng)藥(2,4dichlorophenoxyaceticacid)、辛烷和樟腦等的能力。39（6）隱秘質(zhì)粒（crypticplasmid）隱秘質(zhì)粒不顯示任何表型效應(yīng)，它們的存在只有通過(guò)物理的方法，例如用凝膠電泳檢測(cè)細(xì)胞抽提液等方法才能發(fā)現(xiàn)。在應(yīng)用上，很多隱秘質(zhì)粒被加以改造作為基因工程的載體（一般加上抗性基因）。40二、轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子：是在染色體組中或染色體組間能改變自身位置的一段DNA序列。也稱作跳躍基因（jumpinggene）或可移動(dòng)基因（movablegene）。廣泛存在于原核和真核細(xì)胞中。首先在于米中發(fā)現(xiàn)。類型：

插入順序IS：最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座因子，分子量最小,大小在250-1600bp，只能引起轉(zhuǎn)座效應(yīng)而不含其它基因,即只含有轉(zhuǎn)座酶基因。

轉(zhuǎn)座子Tn：它含有幾個(gè)至十幾個(gè)基因，其中除了與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因外，還含有抗藥基因或乳糖發(fā)酵基因等其它基因。特殊病毒：Mu噬菌體，大腸桿菌溫和噬菌體。Mu噬菌體的分子量最大（37kb），它含有20多個(gè)基因。414243（1）引起插入突變（2）引起染色體畸變（3）基因的移動(dòng)和重排轉(zhuǎn)座引起的遺傳學(xué)效應(yīng)4445第四節(jié)基因突變及修復(fù)基因突變：一個(gè)基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變可遺傳、自發(fā)或誘變產(chǎn)生.突變狹義：點(diǎn)突變（基因突變）廣義：基因突變和染色體畸變野生型（原始性狀）基因突變突變型（新性狀）一、基因突變類型

his-his+Strrstrs溫度敏感突變

ts46★按是否比較容易、迅速地分離到發(fā)生突變的細(xì)胞來(lái)分：選擇性突變株（selectivemutant）：具有選擇標(biāo)記（如營(yíng)養(yǎng)缺陷性、抗性突變型、條件致死突變型），只要選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件，如培養(yǎng)基、溫度、pH值等，就比較容易檢出和分離到。非選擇性突變株（non-selectivemutant）：無(wú)選擇標(biāo)記（如產(chǎn)量突變型、抗原突變型、形態(tài)突變型），能鑒別這種突變體的惟一方法是檢查大量菌落并找出差異。47★依表型的改變分為：形態(tài)突變型營(yíng)養(yǎng)缺陷型——因突變而喪失產(chǎn)生某種生物合成酶的能力，并因而成為必須在培養(yǎng)基中添加某種物質(zhì)才能生長(zhǎng)的突變類型?？剐酝蛔冃汀蛲蛔兌a(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥物或致死物理因子的抗性條件致死突變型——突變后在某種條件下可正常生長(zhǎng)繁殖，而在另一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)繁殖的突變型抗原突變型——因突變而引起的抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變產(chǎn)量突變型48平板影印培養(yǎng)法：是一種能達(dá)到在一系列培養(yǎng)皿的相同位置上出現(xiàn)相同遺傳型菌落的接種培養(yǎng)方法。把長(zhǎng)有許多菌落的母種培養(yǎng)皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱印章上，使其沾上來(lái)自平板上的菌落。然后可把這一“印章”上的菌落一一接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平板上。待這些平板培養(yǎng)后，對(duì)各平板相同位置上的菌落作對(duì)比后，就可選出適當(dāng)?shù)耐蛔冃途?。通過(guò)影印培養(yǎng)法，就可以從在非選擇性條件下生長(zhǎng)的細(xì)菌群體中，分離出各種類型的突變株。495051不對(duì)應(yīng)性：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。稀有性：突變率低且穩(wěn)定，10-6

～

10-10

。規(guī)律性：指微生物某一特定性狀的突變率有一定的規(guī)律性。獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會(huì)互相影響。遺傳和回復(fù)性：突變是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，可穩(wěn)定遺傳。從原始的野生型基因到變異株的突變稱為正向突變，從突變株回到野生型的過(guò)程則稱為回復(fù)突變?？烧T變性：誘變劑可提高突變率。二、基因突變分子基礎(chǔ)1、自發(fā)突變52基因突變自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)證明三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)變量實(shí)驗(yàn)涂布實(shí)驗(yàn)影印實(shí)驗(yàn)證明突變是自發(fā)產(chǎn)生的，并且突變的性狀與引起突變的原因間無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。野生型（原始性狀）特定環(huán)境突變型（適應(yīng)環(huán)境的新性狀）馴化定向誘變篩選？？？突變的原因？53自發(fā)突變分子基礎(chǔ)：互變異構(gòu)效應(yīng)堿基T、G的第六位上是酮基，會(huì)以酮式或烯醇式兩種互變異構(gòu)的狀態(tài)出現(xiàn)C、A的第六位上是氨基，會(huì)以氨基式或亞氨基式兩種互變異構(gòu)的狀態(tài)出現(xiàn)在偶然情況下，在DNA復(fù)制到達(dá)這一位置的瞬間，在T以稀有的烯醇式出現(xiàn)時(shí)，其相對(duì)位置上就出現(xiàn)G同樣，如果C以稀有的亞氨基形式出現(xiàn)在DNA復(fù)制到達(dá)這一位置的瞬間，則在新合成DNA單鏈中與C相對(duì)應(yīng)的位置上就將是A。這可能就是發(fā)生相應(yīng)的自發(fā)突變的原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，堿基對(duì)發(fā)生自發(fā)突變的幾率約為10–8~10–9。54堿基的置換：對(duì)DNA來(lái)說(shuō)，堿基的置換屬于一種染色體的微小損傷，一般也稱點(diǎn)突變（pointmutation）。它只涉及一對(duì)堿基被另一對(duì)堿基所置換。55堿基的置換引起的突變562、誘發(fā)突變利用物理、化學(xué)和生物的方法，提高突變率的人為的作法。誘變劑（mutagen）：凡能提高突變率的任何理化因子，就稱為誘變劑種類：誘變劑的種類很多，作用方式多樣。即使是同一種誘變劑，也常有幾種作用方式。57（1）堿基類似物：如：5-溴尿嘧啶(5-BU)和5-氨基尿嘧啶（5-AU）、疊氮胸腺嘧啶（AIT）等等；

作用方式：通過(guò)活細(xì)胞的代謝活動(dòng)參入到DNA分子中，主要是在DNA復(fù)制時(shí)堿基類似物插入DNA中，引起堿基對(duì)配對(duì)錯(cuò)誤，造成堿基置換。

以5-溴尿嘧啶(5-BU)為例：

5-BU是胸腺嘧啶（T）的的類似物，酮式的5-BU可以和A配對(duì)，烯醇式的5-BU可以和G配對(duì)，在DNA分子復(fù)制的過(guò)程中，由于5-BU的插入和互變異構(gòu)導(dǎo)致堿基置換。58595-BU引起的轉(zhuǎn)換605-BU引起的轉(zhuǎn)換通過(guò)這兩個(gè)圖示，就很容易理解為什么同一種誘變劑既可造成正向突變，又可使它產(chǎn)生回復(fù)突變的原因了。也可以知道，為什么像5-BU這類代謝類似物只有對(duì)正在進(jìn)行新陳代謝和繁殖著的微生物才起作用，而對(duì)休止細(xì)胞、游離的噬菌體粒子或離體的DNA分子卻不起作用。61（2）移碼突變（插入染料）：添加或缺失核苷酸，引起閱讀錯(cuò)誤錯(cuò)誤+錯(cuò)誤-+正常---正常+++正常62（3）直接與DNA堿基起化學(xué)反應(yīng)的誘變劑定義：一類可直接與核酸的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的誘變劑，不論在機(jī)體內(nèi)或是在離體條件下均有作用。種類：例如亞硝酸、羥胺和各種烷化劑（硫酸二乙酯，甲基磺酸乙酯，N-甲基-N’硝基-N-亞硝基胍，N-甲基-N-亞硝基脲，乙烯亞胺，環(huán)氧乙酸，氮芥等）。作用：它們可與一個(gè)或幾個(gè)核苷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起DNA復(fù)制時(shí)堿基配對(duì)的轉(zhuǎn)換，并使微生物發(fā)生變異。羥胺只引起G┇C→A:T，其余都是可使G┇C=A:T發(fā)生互變的。能引起顛換的誘變劑很少，只是部分烷化劑才有。63若干誘變劑的作用機(jī)制及誘變功能

誘變因素 在DNA上的初級(jí)效應(yīng) 遺傳效應(yīng)堿基類似物 摻入作用 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換羥胺 與胞嘧啶起反應(yīng) GC→AT的轉(zhuǎn)換亞硝酸 A、G、C的氧化脫氨作用 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 交聯(lián) 缺失 烷化劑 烷化堿基（主要是G） AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 烷化磷酸基團(tuán) AT→TA的顛換 喪失烷化的嘌呤 GC→CG的顛換 糖-磷酸骨架的斷裂 巨大損傷（缺失、重復(fù)、倒位、易位） 丫啶類 堿基之間的相互作用（雙鏈變形） 碼組移動(dòng)（＋或－） 紫外線 形成嘧啶的水合物 GC→AT轉(zhuǎn)換 形成嘧啶的二聚體 碼組移動(dòng)（＋或－） 交聯(lián) 電離輻射 堿基的羥基化核降解 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換

DNA降解 碼組移動(dòng)（＋或－） 糖-磷酸骨架的斷裂 巨大損傷（缺失、重復(fù)、倒位、易位） 喪失嘌呤

加熱 C脫氨基 CG→TA轉(zhuǎn)換

Mu噬菌體 結(jié)合到一個(gè)基因中間 碼組移動(dòng) 64亞硝酸可以使堿基發(fā)生氧化脫氨作用。

HNO2胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）HNO2腺嘌呤（A）次黃嘌呤（H）HNO2鳥嘌呤（G）黃嘌呤（X）

堿基轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制——以亞硝酸為例65

腺嘌呤（A）變成次黃嘌呤（H）后引起的轉(zhuǎn)換過(guò)程：①腺嘌呤氧化脫氨后形成烯醇式次黃嘌呤（He）②He通過(guò)互變異構(gòu)效應(yīng)形成酮式次黃嘌呤（HK）③DNA復(fù)制時(shí)，HK與胞嘧啶（C）配對(duì)④DNA第二次復(fù)制時(shí)，C與G正常配對(duì)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換。663、Ames試驗(yàn)“生物化學(xué)統(tǒng)一性”法則：人和細(xì)菌在DNA的結(jié)構(gòu)及特性方面是一致的，能使微生物發(fā)生突變的誘變劑必然也會(huì)作用于人的DNA，使其發(fā)生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。誘變劑的共性原則：化學(xué)藥劑對(duì)細(xì)菌的誘變率與其對(duì)動(dòng)物的致癌性成正比超過(guò)95%的致癌物質(zhì)對(duì)微生物有誘變作用90%以上的非致癌物質(zhì)對(duì)微生物沒(méi)有誘變作用67美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的BruceAmes教授于1966年發(fā)明，因此稱為Ames試驗(yàn)具體操作：檢測(cè)鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphmurium)組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株(his-)的回復(fù)突變率回復(fù)突變：突變體失去的野生型性狀，可以通過(guò)第二次突變得到恢復(fù)，這種第二次突變稱為回復(fù)突變68697071證明Ames試驗(yàn)重要性的應(yīng)用實(shí)例：

國(guó)外曾開發(fā)了一種降低婦女妊娠反應(yīng)的藥物“反應(yīng)?！保捎谄渌幮э@著，在60-70年代十分流行，但隨后人們就發(fā)現(xiàn)畸形兒的出生率明顯增高，而且生產(chǎn)畸形兒的婦女大多曾服用“反應(yīng)?！?，后來(lái)采用Ames試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的確具有很強(qiáng)的致突變作用，因此這種藥物被禁止使用。72三、DNA的損傷及其修復(fù)嘧啶嘧啶二聚體UV嘧啶二聚體嘧啶光解酶73定義：經(jīng)紫外線照射后的微生物立即暴露于可見光下時(shí)，可明顯降低其死亡率的現(xiàn)象，稱為光復(fù)活作用。這一現(xiàn)象最早是A.Kelner（1949）在Strepotomycesgriseus（灰色鏈霉菌）中發(fā)現(xiàn)的。對(duì)照：8×106個(gè)/mlE.coliU.V. 100個(gè)/mlE.coli試驗(yàn)：8×106個(gè)/mlE.coliU.V.360~490nm2×106個(gè)/mlE.coli

可見光，30分經(jīng)紫外線照射后形成的帶有胸腺嘧啶二聚體的DNA分子，在黑暗下