第三章基因突变
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基因突变及其机制PPT课件
第三章 基因变异与重组
第一节 突变类型和基因符号 第二节 基因突变的规律 第三节 自发突变的机制 第四节 诱变剂及其作用机理 第五节 突变生成过程
第一节 突变类型及基因符号
定义1：突变是指生物表型突然发生的可遗传的变化。 定义2：突变是指生物生长过程中，由于内因或外因的 作用导致染色体DNA结构或数量发生的改变。 突变体：带有突变基因的细胞或个体 突变型：突变体的基因型或表型称为突变型，和其相 对的原存在状态称为野生型。
(2) 基因突变（gene mutation）
•基因突变是指一个基因内部遗传结构或DNA序列 的任何改变，包括一对或少数几 对核苷酸的缺失、 插入或置换，分为碱基置换和移码突变。
根据染色体局部座位内的变化范围
点突变point mutation ：单碱基对的置换突变 发生在一个基因范围内。 多位点突变：突变超出一个基因范围。
1、碱基置换base pair substitution
DNA链上一个碱基对为另一碱基对所取代叫碱基置换
(1)转换transition ：DNA链 中一个嘌呤（嘧啶）被另一 个嘌呤（嘧啶）所置换。
(2)颠换transversion：DNA 链中一个嘌呤（嘧啶）被 一个嘧啶（嘌呤）所置换。
2、移码突变frameshift mutation
(2)染色体结构的变化
•染色体结构的改变，多数是染色体或染色单体遭到 巨大损伤产生断裂，而断裂 的数目、位置、断裂端 连接方式等造成 不同的突变.
•包括染色体缺失、重复、倒位和易位等
•涉及到DNA分子上较大范围的变化，往往会涉及 到多个基因。
a-缺失 b-重复
c-倒位
d-相互 易位
①缺失deficiency ：是染色体 片段的丢失。 细胞学效应：缺失环 遗传学效应：这种突变往往是 不遗②段可传重的逆平复二的衡r次ep损的出et伤 失现itio，衡。n 其。：结是果染会色造体成片 细胞学效应：重复环 遗传学效应：这种突变有可能 ③获得倒具位有in优ver良sio遗n：传是性指状染的色突体变 的④体片易。段位发tra生nsl了oc1a8ti0o°n的：位是置指颠一倒 细个胞染学色效体应的： 一倒个位片环段连接到另 遗一传个学非效同应源： 染造色成体染上色。体部分 节相段互的易位位置rec顺ip序roc颠al倒，极性相 反tra。nslocation：两个非同源染 色体间相互交换一部分。 相互易位的细胞学效应：十字 型图象
第一节 突变类型和基因符号 第二节 基因突变的规律 第三节 自发突变的机制 第四节 诱变剂及其作用机理 第五节 突变生成过程
第一节 突变类型及基因符号
定义1：突变是指生物表型突然发生的可遗传的变化。 定义2：突变是指生物生长过程中，由于内因或外因的 作用导致染色体DNA结构或数量发生的改变。 突变体：带有突变基因的细胞或个体 突变型：突变体的基因型或表型称为突变型，和其相 对的原存在状态称为野生型。
(2) 基因突变（gene mutation）
•基因突变是指一个基因内部遗传结构或DNA序列 的任何改变，包括一对或少数几 对核苷酸的缺失、 插入或置换，分为碱基置换和移码突变。
根据染色体局部座位内的变化范围
点突变point mutation ：单碱基对的置换突变 发生在一个基因范围内。 多位点突变：突变超出一个基因范围。
1、碱基置换base pair substitution
DNA链上一个碱基对为另一碱基对所取代叫碱基置换
(1)转换transition ：DNA链 中一个嘌呤（嘧啶）被另一 个嘌呤（嘧啶）所置换。
(2)颠换transversion：DNA 链中一个嘌呤（嘧啶）被 一个嘧啶（嘌呤）所置换。
2、移码突变frameshift mutation
(2)染色体结构的变化
•染色体结构的改变，多数是染色体或染色单体遭到 巨大损伤产生断裂，而断裂 的数目、位置、断裂端 连接方式等造成 不同的突变.
•包括染色体缺失、重复、倒位和易位等
•涉及到DNA分子上较大范围的变化，往往会涉及 到多个基因。
a-缺失 b-重复
c-倒位
d-相互 易位
①缺失deficiency ：是染色体 片段的丢失。 细胞学效应：缺失环 遗传学效应：这种突变往往是 不遗②段可传重的逆平复二的衡r次ep损的出et伤 失现itio，衡。n 其。：结是果染会色造体成片 细胞学效应：重复环 遗传学效应：这种突变有可能 ③获得倒具位有in优ver良sio遗n：传是性指状染的色突体变 的④体片易。段位发tra生nsl了oc1a8ti0o°n的：位是置指颠一倒 细个胞染学色效体应的： 一倒个位片环段连接到另 遗一传个学非效同应源： 染造色成体染上色。体部分 节相段互的易位位置rec顺ip序roc颠al倒，极性相 反tra。nslocation：两个非同源染 色体间相互交换一部分。 相互易位的细胞学效应：十字 型图象
2011-3第三章基因突变
一、自发突变：自然突变 自发突变： 诱发突变： 二、诱发突变：诱导剂作用下而发生 诱导（ 能诱发基因突变的物理、化学、 诱导（变）剂：能诱发基因突变的物理、化学、 生物因素等都称为诱导（变）剂。 生物因素等都称为诱导（ 1.物理因素：紫外线 、电离和电磁辐射 物理因素： 物理因素 2.化学因素：羟胺类 、亚硝酸类化合物 、 2.化学因素： 化学因素 碱基类似物等 3.生物因素 生物因素： 3.生物因素：病毒 、细菌与真菌等
羟胺起的DNA碱基对的改变 羟胺起的DNA碱基对的改变 DNA
2.亚硝酸类化合物 2.亚硝酸类化合物 该类物质可引起碱基的脱氨基作用而造 成原有碱基分子结构及化学性质的改变。 成原有碱基分子结构及化学性质的改变。 例如， 例如，A被脱氨基后即衍生为次黄嘌呤 ）；H将不能与胸腺嘧啶（ 正常配对， （H）；H将不能与胸腺嘧啶（T）正常配对， 转而形成了与C的互补结合。如此一来， 转而形成了与C的互补结合。如此一来，经 DNA复制之后 复制之后， 由原来正常的T 过DNA复制之后，即由原来正常的T-A碱基 对变成了突变的C 对变成了突变的C-G碱基对
野生型：（Wild type） 野生型：（Wild type） ：（ 未突变Gene的细胞或个体，称为野生型。 未突变Gene的细胞或个体，称为野生型。 Gene的细胞或个体 突变热点 (Hot spots of mutation)： mutation)： DNA分子中某些部位的突变频率大大高于 DNA分子中某些部位的突变频率大大高于 平均数，这些部位称为突变热点。 平均数，这些部位称为突变热点。
生殖细胞突变：突变基因可通过有性生殖遗 生殖细胞突变：突变基因可通过有性生殖遗 传给后代，并存在于子代的每个细胞里， 传给后代，并存在于子代的每个细胞里，从 而使后代的遗传性状发生相应改变。 而使后代的遗传性状发生相应改变。 体细胞突变：突变基因可传递给由突变细胞 体细胞突变：突变基因可传递给由突变细胞 分裂所形成的各代子细胞， 分裂所形成的各代子细胞，在局部形成突变 细胞群而成为病变甚至癌变的基础。 细胞群而成为病变甚至癌变的基础。但不会 传递给后代。 传递给后代。
医学遗传学课件：03 第三章 基因突变
漏出基因与中性突变
错义突变的结果是产生异常的蛋白质和酶。 但是也有由于错义突变而产生部分降低活性的异 质组分的酶，从而不完全抑制了催化反应，这种 基因称为漏出基因 ( leaky gene )
如果由于基因错义突变置换了酶活性中心的 氨基酸，因此合成了没有活性的酶蛋白，虽然不 具有酶活性，但是有时还具有蛋白质抗原性，其 所产生的抗体可以与正常蛋白质产生交叉反应。
4、芳香族化合物 吖啶及焦宁类等扁平分子构型的芳香类族
合物，能够嵌入到DNA的核苷酸组成序列中， 造成碱基的插入或丢失，导致插入或丢失点之 后整个编码顺序的改变。
5、烷化剂类物质 如甲醛、氯乙烯、氮芥等均具有高度的诱变活性。该
类物质能够将烷基基团引入多核苷酸链上的任一位置，从 而造成被烷基化的核苷酸发生配对错误而导致突变的发生 。如烷化鸟嘌呤可与T配对，形成G-C→A-T的转换
第三章 基 因 突 变
第一节 基因突变的一般特性 第二节 基因突变的诱发因素 第三节 基因突变的分子机制 第四节 DNA损伤的修复
第一节 基因突变的一般特性
一、多向性 二、重复性 三、随机性 四、稀有性 五、可逆性 六、有害性
一、 多向性
任何基因座（locus）上的基因，都有可能独 立地发生多次不同的突变而形成其新的等位基 因，这就是基因突变的多向性。譬如，在不同 条件下，位于染色体某一基因座上的基因A可突 变为其等位基因a1；也可以突变为a2或者a3、 a4．．．．．．an等等其他等位基因形式，从 而形成所谓的复等位基因（multiple alleles）。
动态突变（dynamic mutation）----由于基因编码 序列或侧翼序列的三核苷酸重复扩增所引起的突变， 这种三核苷酸重复次数可随着世代交替的传递而呈现 逐代递增的累加突变效应。
分子生物学第3章基因突变ppt课件
影响非密码子区域的突变
• 〔5〕调控序列突变：使蛋白质合成的速 度或效率发生改动，进而影响着这些蛋 白质的功能，并引起疾病。
〔6〕内含子与外显子剪辑位点突变：GT-AG 中的任一碱基发生置换而导致剪辑和加工 异常，不能构成正确的mRNA分子。
2、移码突变〔frame-shift mutation〕
复合物中释放出来，完成修复过程，这一过程称
为光复活修复。
光 复 活 修 复 的 过 程
〔二〕切除修复〔excision repair〕
也称为暗修复〔dark repair〕。光在这 种修复过程中不起任何作用。切除修复发 生在复制之前，需求其它酶的参与。
紫外线UV照射可引起 相邻的胸腺嘧啶T构成二聚体 T-T
【3】发病率及预后
✓男性患病率：1/1250 ✓女性患病率：1/2000 ✓智力低下群体中占2～6％ ✓男性智力低下群体中占10～20％ ✓女性携带者频率为1/7000
【4】 发病机制：
脆性X染色体综合症是由于在X染色体q27.3〔脆性位点〕 处含有fra X综合征的致病基因FMR-1。在该基因5ˊ端的非 编码区有一段不稳定的(CGG)n三核苷酸短串联反复序列。 患者〔CGG〕n拷贝数目添加到60-200个，而正常人仅为 6～60个。构成痕迹很重的染色体，突变的部分很容易被 打断，所以被称为是脆性染色体。 该序列的扩增〔动态突变〕及相邻的CpG岛的甲基化引起 FMR-1基因的封锁。
• DNA分子中的某一个终止密码突变为编码氨 基酸的密码，从而使多肽链的合成至此仍继续 下去，直至下一个终止密码为止，构成超长的 异常多肽链。
〔4〕错义突变〔missense mutation〕
碱基交换使编码某种氨基酸的密码子变成编码 另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基 酸种类和序列发生改动。
2024版医学遗传学课件03第三章基因突变
关联分析
将检测到的变异与疾病表型进 行关联分析，寻找致病基因和
突变。
其他检测方法
单细胞测序技术
对单个细胞进行基因组测序，揭示细胞间的基因变异异质性。
三代测序技术
利用单分子测序原理，实现超长读长和无需PCR扩增的测序技术， 提高测序准确性和可读长度。
基因芯片技术
利用特异性探针与DNA序列杂交的原理，检测特定基因位点的突 变情况。
优点
准确性高，可读长度长，适用于已知突变位点的验证和少量样本的测序。
03
缺点
通量低，成本高，不适用于大规模基因组测序和未知突变位点的筛查。
下一代测序技术
原理
将最后利用边合成边测序的 原理，通过荧光信号捕获DNA序列信息。
亚硝酸
能够与DNA碱基反应，生 成致突变物质，引起基因 突变。
烷化剂
能够直接作用于DNA分子， 导致DNA链断裂或碱基错 配，引发基因突变。
生物因素
病毒
某些病毒能够将其基因整 合到宿主细胞基因组中， 导致宿主细胞基因突变。
细菌
某些细菌能够产生致突变 物质，如毒素和代谢产物， 引起宿主细胞基因突变。
3
伦理和法律问题 在基因突变的预防和治疗中，需要关注伦理和法 律问题，如隐私保护、基因歧视和生物安全等。
THANKS
感谢观看
氨基酸替换
点突变导致遗传密码改变，编码 不同的氨基酸，影响蛋白质的结
构和功能。
蛋白质截断
无义突变或移码突变导致蛋白质 合成提前终止，产生截断的蛋白
质。
蛋白质稳定性下降
突变可能影响蛋白质的折叠和稳 定性，使其易于降解。
对基因表达和调控的影响
转录水平调控
突变可能影响启动子、增强子等顺式作用元件，改变基因的转录 效率。
基因突变-医学遗传学课件
的氨基酸序列发生改变。
插入或缺失突变
指DNA片段的增加或缺失， 导致基因结构的改变。
染色体异常
指染色体数目或结构的异常， 如染色体数目过多或过少、染
色体断裂或易位等。
基因组拷贝数变异
指基因组中大片段DNA的重 复、缺失或倒位，可能导致基
因表达的改变。
基因突变的发生频率
01
自发突变的发生频率较 低，但每个个体一生中 可以发生数千个突变。
X射线
X射线具有强穿透力和高 能量，能够直接或间接地 引起DNA损伤，从而导致 基因突变。
放射性物质
放射性物质释放的射线可 以引起DNA损伤，导致基 因突变。
化学因素
致癌物质
某些致癌物质可以引起基因突变 ，如苯、甲醛等。
诱变剂
某些化学诱变剂可以引起基因突变 ，如秋水仙碱、甲基磺酸乙酯等。
重金属
某些重金属离子，如铅、汞等，可 以引起DNA损伤，导致基因突变。
基因突变可以发生在任何时候，包括精子或卵子形成、胚胎发育或成年期，并可以 遗传给后代。
基因突变可以是自发的或诱发的，自发突变是由于DNA复制过程中的随机错误，而 诱发突变是由于环境因素如辐射、化学物质或病毒引起的。
基因突变的类型
01
02
03
04
点突变
指DNA中单个碱基对的替换 、插入或缺失，导致基因编码
基因突变-医学遗传学课件
汇报人： 2023-12-28
目录
• 基因突变概述 • 基因突变的诱因 • 基因突变的后果 • 医学遗传学在基因突变研究中
的应用 • 基因突变的预防与控制 • 未来展望
01
基因突变概述
基因突变的概念
基因突变是指基因序列中发生的任何可遗传的改变，包括碱基对的替换、插入或缺 失。
插入或缺失突变
指DNA片段的增加或缺失， 导致基因结构的改变。
染色体异常
指染色体数目或结构的异常， 如染色体数目过多或过少、染
色体断裂或易位等。
基因组拷贝数变异
指基因组中大片段DNA的重 复、缺失或倒位，可能导致基
因表达的改变。
基因突变的发生频率
01
自发突变的发生频率较 低，但每个个体一生中 可以发生数千个突变。
X射线
X射线具有强穿透力和高 能量，能够直接或间接地 引起DNA损伤，从而导致 基因突变。
放射性物质
放射性物质释放的射线可 以引起DNA损伤，导致基 因突变。
化学因素
致癌物质
某些致癌物质可以引起基因突变 ，如苯、甲醛等。
诱变剂
某些化学诱变剂可以引起基因突变 ，如秋水仙碱、甲基磺酸乙酯等。
重金属
某些重金属离子，如铅、汞等，可 以引起DNA损伤，导致基因突变。
基因突变可以发生在任何时候，包括精子或卵子形成、胚胎发育或成年期，并可以 遗传给后代。
基因突变可以是自发的或诱发的，自发突变是由于DNA复制过程中的随机错误，而 诱发突变是由于环境因素如辐射、化学物质或病毒引起的。
基因突变的类型
01
02
03
04
点突变
指DNA中单个碱基对的替换 、插入或缺失，导致基因编码
基因突变-医学遗传学课件
汇报人： 2023-12-28
目录
• 基因突变概述 • 基因突变的诱因 • 基因突变的后果 • 医学遗传学在基因突变研究中
的应用 • 基因突变的预防与控制 • 未来展望
01
基因突变概述
基因突变的概念
基因突变是指基因序列中发生的任何可遗传的改变，包括碱基对的替换、插入或缺 失。
[课件]第03章 基因突变PPT
![[课件]第03章 基因突变PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/6c042da58762caaedd33d4b5.png)
病毒、细菌与真菌
第三节 基因突变的形式与分子机制
突变发生于
编码序列 启动子区 剪接区 内含子区
遗传病的发生
突变类型:
静态突变(static mutation)
碱基替换(点突变) 插入和缺失 动态突变(dynamic mutation)
静态突变(static mutation)
生物各世代中基因突变的发生，总是以相对稳定 的一定频率发生，并且能够使得这些突变随着世 代的繁衍、交替而得以传递。
2.整码突变（codon mutation）
DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子， 导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插 入或缺失点以后的氨基酸序列不变，称整码突变 或称密码子插入或缺失。
如：AAG GAC CCG GCG ---正常顺序 AAG GAC AAA CCG GCG ---插入 AAG GAC GCG ------------ 缺失
二、电离辐射引起的DNA损伤修复 超快修复 快修复 慢修复
思考题
1.
2.
3. 4.
名词解释：诱变剂、静态突变、动态突变、重 组修复、移码突变、体细胞突变 何为基因突变？它可分为哪些类型？具有哪些 特性？ 基因突变的形式与分子机制？ 简述DNA损伤的修复机制？
End
随着世代传递长度增加,发病年龄提前,病情加重。
第四节 DNA损伤的修复
生物体内存在着多种DNA修复系统，当 DNA受到损伤时，在一定条件下，这些修 复系统可以部分地修正DNA分子的损伤， 从而大大降低突变所引起的有害效应，保 持遗传物质的稳定性。
一、紫外线引起的DNA损伤修复 光复活修复（photo reactivation） 切除修复（excision repair） 重组修复（recombination repair）
第三节 基因突变的形式与分子机制
突变发生于
编码序列 启动子区 剪接区 内含子区
遗传病的发生
突变类型:
静态突变(static mutation)
碱基替换(点突变) 插入和缺失 动态突变(dynamic mutation)
静态突变(static mutation)
生物各世代中基因突变的发生，总是以相对稳定 的一定频率发生，并且能够使得这些突变随着世 代的繁衍、交替而得以传递。
2.整码突变（codon mutation）
DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子， 导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插 入或缺失点以后的氨基酸序列不变，称整码突变 或称密码子插入或缺失。
如：AAG GAC CCG GCG ---正常顺序 AAG GAC AAA CCG GCG ---插入 AAG GAC GCG ------------ 缺失
二、电离辐射引起的DNA损伤修复 超快修复 快修复 慢修复
思考题
1.
2.
3. 4.
名词解释：诱变剂、静态突变、动态突变、重 组修复、移码突变、体细胞突变 何为基因突变？它可分为哪些类型？具有哪些 特性？ 基因突变的形式与分子机制？ 简述DNA损伤的修复机制？
End
随着世代传递长度增加,发病年龄提前,病情加重。
第四节 DNA损伤的修复
生物体内存在着多种DNA修复系统，当 DNA受到损伤时，在一定条件下，这些修 复系统可以部分地修正DNA分子的损伤， 从而大大降低突变所引起的有害效应，保 持遗传物质的稳定性。
一、紫外线引起的DNA损伤修复 光复活修复（photo reactivation） 切除修复（excision repair） 重组修复（recombination repair）
基因突变和基因重组-高一生物(苏教版2019必修2)
➢ 思考 （1）基因突变是DNA分子水平上发生的变异，其在光学显微镜 下能否观察到？ 不能。 （2）镰状细胞贫血症能否通过光学显微镜检测？
能，通过观察红细胞形态判断。
➢ 思考：
（3）基因突变是否一定会导致蛋白质氨基酸序列的 改变吗？
DNA 模板链
mRNA
GAA 转录 CUU
GAG
CUC
亮氨酸
氨基酸序列未改变
活动探究：基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
假设这是正常人血红蛋白基因的一段模板链（转录中以此脱氧核苷 酸链作为模板来合成mRNA）
DNA ▪▪▪ TAC GTTA ATG TCT TAT ▪▪▪
碱基对增添 转录
mRNA ▪▪▪ AUG CAA UAC AGA AUA ▪▪▪
射能损伤细胞内的DNA；
外因： 化学因素: 亚硝酸盐、碱基类似物等
（诱发突变）
能改变核酸的碱基；
生物因素: 某些病毒的遗传物质能影
响宿主细胞DNA；
RNA
RNA DNA
DNA DNA
基因突变的特点
(1)普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核 生物都会发生基因突变。 (2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在 不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。 (3)不定向性（可逆性）：一个基因可以发生不同的突变,产生一 个以上的等位基因。 (4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低（10-5~10-8）。
一、基因突变的实例
1.镰状细胞贫血 镰状细胞贫血是一种常染色体显性遗传病。正常人的红细胞
是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的 镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会 导致死亡。
能，通过观察红细胞形态判断。
➢ 思考：
（3）基因突变是否一定会导致蛋白质氨基酸序列的 改变吗？
DNA 模板链
mRNA
GAA 转录 CUU
GAG
CUC
亮氨酸
氨基酸序列未改变
活动探究：基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
假设这是正常人血红蛋白基因的一段模板链（转录中以此脱氧核苷 酸链作为模板来合成mRNA）
DNA ▪▪▪ TAC GTTA ATG TCT TAT ▪▪▪
碱基对增添 转录
mRNA ▪▪▪ AUG CAA UAC AGA AUA ▪▪▪
射能损伤细胞内的DNA；
外因： 化学因素: 亚硝酸盐、碱基类似物等
（诱发突变）
能改变核酸的碱基；
生物因素: 某些病毒的遗传物质能影
响宿主细胞DNA；
RNA
RNA DNA
DNA DNA
基因突变的特点
(1)普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核 生物都会发生基因突变。 (2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在 不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。 (3)不定向性（可逆性）：一个基因可以发生不同的突变,产生一 个以上的等位基因。 (4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低（10-5~10-8）。
一、基因突变的实例
1.镰状细胞贫血 镰状细胞贫血是一种常染色体显性遗传病。正常人的红细胞
是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的 镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会 导致死亡。
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第三章基因突变
第二节 突变的分子机制和效应
第三章基因突变
一、 点突变的分子机制和效应
1. 碱基置换
一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换。 凡是一个嘌呤(purine)被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶 被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）； 凡是一个嘌呤被另一个嘧啶所取代或一个嘧啶被另一个嘌呤 所替代的置换称为颠换（transversion）。
第三章基因突变
⑤抑制基因突变
当基因内部不同位置上的不同碱基发生两次突变，其 中一次抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制 基因突变（suppressor gene mutation）。
例如Hb Harlem是β链第6位谷氨酸变成缬氨酸，第73位天冬 氨酸变成天冬酰胺；如果单纯β6 谷氨酸→缬氨酸，则可产 生HbS病，往往造成死亡。但Hb Harlem临床表现却较轻， 即β73 的突变抑制了β6 突变的有害效应。
广义的突变可以分三类： 基因突变 染色体畸变 染色体组变
第三章基因突变
突变的类型
T
突变
插 入:
组变
第三章基因突变
自发突变和诱发突变:
自发突变(spontaneous mutation)：指在自然状态 下基因发生的突变。
诱发突变(induced mutation)：人为用诱变剂去处 理微生物而引起的突变。
第三章基因突变
DNA复制时，单链环出或跳格导致移码突变
新合成链环出
亲本链环出
增加碱基
减少碱基
插入突第变三章基因突变
缺失突变
基因突变的特点
1. 基因突变的自发性及不对应性 基因突变的自发性和不对应性已被波动试验和影印培养
试验所证实。 2. 基因突变的稀有性 3. 基因突变的独立性
第三章基因突变
④终止密码突变 当DNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨基
酸的密码子时，多肽链的合成将继续进行下去，肽链延 长直到遇到下一个终止密码子时方停止，因而形成了延 长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变 （ termination codon mutation ） ， 这 也 是 种 延 长 突 变 （elongtion mutation）
形成突变热点的原因仍未明了。有人认为是5-甲 基胞嘧啶（MeC）的存在，MeC脱氨氧化后生成T， 引起5-MeC-G→T-A 转换；短的连续重复顺序处容 易发生插入或缺失突变；有的与突变剂种类有关， 如DNA顺序中某个碱基对突变剂更敏感，有的则相 反。
第三章基因突变
碱基置换导致核苷酸顺序的改变，对多肽链中氨基酸顺序的 影响，有下列几种类型：A来自Bab
第三章基因突变
2. 移码突变
移码突变（frame-shift mutation）是指DNA链上插入或 丢失1个、2个甚至多个碱基，导致在插入或丢失碱基部位以 后的编码都发生了相应改变。
如果在DNA链的密码子之间插入或丢失一个或几个密码 子，则合成的肽链将增加或减少一个或几个氨基酸，但插入 或丢失部位的前后氨基酸顺序不变，称为整码突变（codon mutation）。
第三章 基因突变
第三章基因突变
主要内容
第一节 突变的概念和类型 第二节 突变的分子机制和效应 第三节 突变体的形成 第四节 基因符号的命名系统
第三章基因突变
第一节 突变的概念和类型
第三章基因突变
突变 （Mutation）: 是指DNA特定部位上核苷酸序列变化，致使蛋
白质结构的改变，最后导致个体表型的不同。
①同义突变 由于密码子具有兼并性，因此，单个碱基置换后使
mRNA上改变后的密码子与改变前所编码的氨基酸一样， 肽链中出现同一氨基酸。
例如 GCG GCA
CGC CGU
精氨酸
第三章基因突变
②错义突变 是指DNA分子中的核苷酸置换后改变了mRNA上遗
传密码，从而导致合成的多肽链中一个氨基酸被另一氨 基 酸 所 取 代 ， 这 种 情 况 称 为 错 义 突 变 （ missense mutation）。此时，在该氨基酸前后的氨基酸不改变。
增变基因（mutatot gene） 生物体内有些基因与整个基因组的突变率直接
相关，当这些基因发生突变时，整个基因组的突 变率明显上升。
1. DNA聚合酶的各个基因。如DNA聚合酶的3’5’校对功能丧失或下降，则突变率上升且随机分 布。
2. Dam基因。它们的突变使修复系统功能丧失， 也可引起突变率上升。
所有能诱发基因突变的因子，称为诱变剂 (mutagen)。诱变剂往往同时也具有致癌作用，也是 一种致癌物(carcinogen)。
每个细胞在每一世代中发生某一性状突变的概率 称为突变率(Mutation ratio)，自发突变率一般在10-9 ~10-6之间。诱发突变可使突变率提高10~100倍。
第三章基因突变
第三章基因突变
③无义突变 当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、
UGA）时，多肽链将提前终止合成 ，所产生的蛋白质 （或酶）大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无 义突变。因此翻译便到此为止，使肽链缩短。
无义突变如果发生在靠近3’-末端处，它所产生的多肽链 常有一定的活性，表现为渗漏型，这类多肽多半具有野生 型多肽链的抗原特异性。
第三章基因突变
DNA复制时，碱基互变异构体导致碱基置换
酮式 ←→ 烯醇式
第三章基因突变
碱基的脱嘌呤或脱氨基作用
脱嘌呤：空位随机插入碱基，引起突变。 脱氨基：如5mC → T
5mC : G T:A
第三章基因突变
突变热点 （hot spots of mutation）
DNA分子上的各个部分有着不同的突变频率， 某些突变频率大大高于平均数的部位就称为突变热 点。
例如 GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）
GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）
第三章基因突变
错义突变结果产生异常蛋白质和酶。
如果错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，可不表现 出 明 显 的 表 型 效 应 ， 这 种 突 变 可 称 为 中 性 突 变 （ neutral mutation）。
如果错义突变置换了酶活性中心的氨基酸，因而合成 了没有活性的酶蛋白，但有时还具有蛋白质抗原性，其所 产生的抗体可与正常蛋白质发生交叉反应。可用于制备基 因工程疫苗。
第二节 突变的分子机制和效应
第三章基因突变
一、 点突变的分子机制和效应
1. 碱基置换
一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换。 凡是一个嘌呤(purine)被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶 被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）； 凡是一个嘌呤被另一个嘧啶所取代或一个嘧啶被另一个嘌呤 所替代的置换称为颠换（transversion）。
第三章基因突变
⑤抑制基因突变
当基因内部不同位置上的不同碱基发生两次突变，其 中一次抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制 基因突变（suppressor gene mutation）。
例如Hb Harlem是β链第6位谷氨酸变成缬氨酸，第73位天冬 氨酸变成天冬酰胺；如果单纯β6 谷氨酸→缬氨酸，则可产 生HbS病，往往造成死亡。但Hb Harlem临床表现却较轻， 即β73 的突变抑制了β6 突变的有害效应。
广义的突变可以分三类： 基因突变 染色体畸变 染色体组变
第三章基因突变
突变的类型
T
突变
插 入:
组变
第三章基因突变
自发突变和诱发突变:
自发突变(spontaneous mutation)：指在自然状态 下基因发生的突变。
诱发突变(induced mutation)：人为用诱变剂去处 理微生物而引起的突变。
第三章基因突变
DNA复制时，单链环出或跳格导致移码突变
新合成链环出
亲本链环出
增加碱基
减少碱基
插入突第变三章基因突变
缺失突变
基因突变的特点
1. 基因突变的自发性及不对应性 基因突变的自发性和不对应性已被波动试验和影印培养
试验所证实。 2. 基因突变的稀有性 3. 基因突变的独立性
第三章基因突变
④终止密码突变 当DNA分子中一个终止密码发生突变，成为编码氨基
酸的密码子时，多肽链的合成将继续进行下去，肽链延 长直到遇到下一个终止密码子时方停止，因而形成了延 长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变 （ termination codon mutation ） ， 这 也 是 种 延 长 突 变 （elongtion mutation）
形成突变热点的原因仍未明了。有人认为是5-甲 基胞嘧啶（MeC）的存在，MeC脱氨氧化后生成T， 引起5-MeC-G→T-A 转换；短的连续重复顺序处容 易发生插入或缺失突变；有的与突变剂种类有关， 如DNA顺序中某个碱基对突变剂更敏感，有的则相 反。
第三章基因突变
碱基置换导致核苷酸顺序的改变，对多肽链中氨基酸顺序的 影响，有下列几种类型：A来自Bab
第三章基因突变
2. 移码突变
移码突变（frame-shift mutation）是指DNA链上插入或 丢失1个、2个甚至多个碱基，导致在插入或丢失碱基部位以 后的编码都发生了相应改变。
如果在DNA链的密码子之间插入或丢失一个或几个密码 子，则合成的肽链将增加或减少一个或几个氨基酸，但插入 或丢失部位的前后氨基酸顺序不变，称为整码突变（codon mutation）。
第三章 基因突变
第三章基因突变
主要内容
第一节 突变的概念和类型 第二节 突变的分子机制和效应 第三节 突变体的形成 第四节 基因符号的命名系统
第三章基因突变
第一节 突变的概念和类型
第三章基因突变
突变 （Mutation）: 是指DNA特定部位上核苷酸序列变化，致使蛋
白质结构的改变，最后导致个体表型的不同。
①同义突变 由于密码子具有兼并性，因此，单个碱基置换后使
mRNA上改变后的密码子与改变前所编码的氨基酸一样， 肽链中出现同一氨基酸。
例如 GCG GCA
CGC CGU
精氨酸
第三章基因突变
②错义突变 是指DNA分子中的核苷酸置换后改变了mRNA上遗
传密码，从而导致合成的多肽链中一个氨基酸被另一氨 基 酸 所 取 代 ， 这 种 情 况 称 为 错 义 突 变 （ missense mutation）。此时，在该氨基酸前后的氨基酸不改变。
增变基因（mutatot gene） 生物体内有些基因与整个基因组的突变率直接
相关，当这些基因发生突变时，整个基因组的突 变率明显上升。
1. DNA聚合酶的各个基因。如DNA聚合酶的3’5’校对功能丧失或下降，则突变率上升且随机分 布。
2. Dam基因。它们的突变使修复系统功能丧失， 也可引起突变率上升。
所有能诱发基因突变的因子，称为诱变剂 (mutagen)。诱变剂往往同时也具有致癌作用，也是 一种致癌物(carcinogen)。
每个细胞在每一世代中发生某一性状突变的概率 称为突变率(Mutation ratio)，自发突变率一般在10-9 ~10-6之间。诱发突变可使突变率提高10~100倍。
第三章基因突变
第三章基因突变
③无义突变 当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、
UGA）时，多肽链将提前终止合成 ，所产生的蛋白质 （或酶）大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无 义突变。因此翻译便到此为止，使肽链缩短。
无义突变如果发生在靠近3’-末端处，它所产生的多肽链 常有一定的活性，表现为渗漏型，这类多肽多半具有野生 型多肽链的抗原特异性。
第三章基因突变
DNA复制时，碱基互变异构体导致碱基置换
酮式 ←→ 烯醇式
第三章基因突变
碱基的脱嘌呤或脱氨基作用
脱嘌呤：空位随机插入碱基，引起突变。 脱氨基：如5mC → T
5mC : G T:A
第三章基因突变
突变热点 （hot spots of mutation）
DNA分子上的各个部分有着不同的突变频率， 某些突变频率大大高于平均数的部位就称为突变热 点。
例如 GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）
GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）
第三章基因突变
错义突变结果产生异常蛋白质和酶。
如果错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，可不表现 出 明 显 的 表 型 效 应 ， 这 种 突 变 可 称 为 中 性 突 变 （ neutral mutation）。
如果错义突变置换了酶活性中心的氨基酸，因而合成 了没有活性的酶蛋白，但有时还具有蛋白质抗原性，其所 产生的抗体可与正常蛋白质发生交叉反应。可用于制备基 因工程疫苗。