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遗传学幻灯片--基因突变

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1、1,Gene Mutation,2,Section 1 The summarization of gene mutation,一、基本概念和形成原因 1基因突变的概念 2基因突变形成的机制（1）自发突变图（2）诱发突变图二、基因突变的表现类型 1形态突变（shape mutation）图 2生化突变（biochemistry mutation） 3致死突变（lethal mutation） 4中性突变(neutral mutation) 5无声突变（silent mutation）,3,三、基因突变的特性,1突变的随机性图肿瘤体细胞突变 2突变的稀有性表如 3突变的可逆性 4突变的多方向性图 5突变的平行性 6突变的独立性 7突变的不定向性,4,第二节诱发突变,一、诱变的意义新品种二、物理诱变 1射线的种类及诱变机理 2辐射诱变的遗传学效应,5,三、化学诱变,1化学诱变剂的类型和诱变机理（1）碱基类似物 O=A; OH=G （2）直接改变DNA上碱基结构的物质（亚硝酸、过氧化氢）（3）烷化剂：氮芥、环磷酰胺、丝裂霉素、放线菌素D、柔红霉素、博莱霉素(抗

2、癌抗生素)、甲基磺酸乙酯(EMS)、甲基磺酸甲酯(MMS)、亚硝基胍（4）吖啶类图 2化学诱变的遗传学效应（1）同义突变（same sense mutation）（2）错义突变（mis-sense mutation）（3）终止突变（nonsense mutation）（4）延长肽链突变（5）移码突变（frame shift mutation）图,6,第三节 DNA的损伤和修复,一、DNA损伤的类型 1碱基的损伤与丢失 2错误碱基 3甲基化碱基 4嘧啶二聚体 5DNA链的断裂 6DNA双链的交联 7DNA与附近的蛋白质的粘连,7,二、DNA损伤的修复 1光复活（photoreactivation）或光修复系统图 2切除修复（切补修复，excision repair）系统图 3重组修复（recombination repair）系统图 4SOS修复系统：易误修复酶 5适应性修复系统：受体蛋白 6链断裂修复系统：3种（1）超快修复：O、2min，修复95%、DNA连接酶。（2）快修复：DNA聚合酶I、数分钟、修复90%。（3）慢修复：多种酶参与，时间长。 7链交联修

3、复系统：糖基酶 8碱基丢失：无碱基内切酶切除无嘌呤核苷；DNA聚合酶和连接酶弥补缺口,第三节 DNA的损伤和修复,8,三、DNA损伤修复的生物学意义 1DNA损伤修复能保证物种相对的稳定性 2修复促进了生命起源和物种的进化 3DNA修复产生各种变异，为生物进化奠定了物质基础（1）DNA产生了不可修复的损伤：平整末端（2）修复系统本身受到损伤：修复酶（去甲基化酶、甲基转移酶等）基因突变。（3）修复系统饱和：修复不了大量的损伤。（4）易误修复：如SOS修复系统。 4DNA修复缺陷易引起人类的疾病,第三节 DNA的损伤和修复,9,第四节基因突变的检出,一、植物中基因突变的检出 1二倍体 2多倍体二、动物突变的检出 1果蝇X染色体上隐性突变的检出图 2果蝇常染色体上基因突变的检出图三、细菌或真菌突变的检出图四、人类基因突变的检出图,10,平衡致死品系,11,链孢酶突变的检出,12,Go 52,13,人的突变的检出,14,肿瘤产生的遗传因素 1途径：单基因遗传、多基因遗传、染色体畸变 2发病模式：原癌基因（prooncogene）激活抑癌基因失活癌基因体细胞癌变肿瘤肿瘤

4、转移基因激活肿瘤转移抑制基因失活癌细胞转移晚期癌症 3肿瘤产生的遗传假说：（1）染色体不平衡假说；（2）体细胞两次突变假说；（3）原癌基因激活假说,15,白血病,16,黑色素瘤,17,脑癌,18,正常羊和短腿安康羊,19,双头乌龟,20,太空育种成果,21,人们的愿望番茄马铃薯,22,各种育种方式,矮杆抗病的水稻,三倍体无籽西瓜,神奇的“太空椒”,抗虫棉,白菜甘蓝,杂交育种多倍体育种诱变育种基因工程育种细胞工程育种,23,DNA突变的类型,野生型基因,-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-,碱基对的置换(substitution),移码突变 (framesshift mutation),BACK,24,DNA紫外线损伤的光复合酶修复,1、形成嘧啶二聚体,2、光复合酶结合于损伤部位,3、酶被可见光激活,4、修复后酶被释放,25,DNA的损伤和切除修复,碱基丢失,碱基缺陷或错配,结构缺陷,切开,核酸内切酶,核酸外切酶,切除,DNA聚合酶I,DNA连接酶,AP核酸内切酶,核酸外切酶,切开,切除,修复,连接,糖苷酶,26

5、,DNA的重组修复,胸腺嘧啶二聚体,复制,核酸酶及重组蛋白,修复复制,DNA聚合酶,DNA连接酶,重组,27,吖啶类诱变机理,28,体细胞突变,29,人类突变率的计算-家系中显性性状患儿的出现计算如：在94075活产儿中，发现10例软骨发育不全的患儿，其中两例的一方亲体也是本病患者，其余8例的双亲正常，为新突变的结果，其突变率为：（10-2）/2（94075-2）=42 10-5 玉米和小鼠的突变率与人相似微生物的突变率偏低与单细胞、生活史短有关。,30,突变率,人类突变率的计算-家系中显性性状患儿的出现计算：如：在94075活产儿中，发现10例软骨发育不全的患儿，其中两例的一方亲体也是本病患者，其余8例的双亲正常，为新突变的结果，其突变率为： (10-2)/2(94075-2) =4.210-5,31,突变的多方向性,一个基因可以向不同的方向发生突变，可以突变为一个以上的等位基因,32,二、果蝇突变的检出 Muller-5技术：检出X染色体上的隐性突变和致死突变 X染色体上带有B（Bar，棒眼）和Wa（杏色眼），倒位,33,果蝇突变的检出,Muller-5技术：检出X染色体上的隐性突变和致死突变，X染色体上带有B（Bar，棒眼）和Wa（杏色眼），倒位,

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