基因突变

基因之间的核苷酸发生变动，使两个基因 重新组合形成新基因时用“Φ”表示
3、细菌突变体的突变表示法
野生型（wild type）和突变型（mutant）是一个相对的概念，在 大多数的情况下野生型表现为具备某种能力的性状（用“+”表示 ），而相对的突变体表现为缺失这种能力的性状（用“-”表示）
➢ 细菌合成精氨酸（Arg）的基因arg
➢ 经人工处理而发生的突变是诱发突变（induced mutaion）。
能诱发基因突变的各种内外环境因素统称为诱变 剂（mutagen）。
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2.4 从突变所引起的遗传信息的改变:
➢ 同义突变 ➢ 无义突变 ➢ 错义突变 ➢ 终止密码突变
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（1）同义突变（same sense mutation）
什么原因导致这种症状的产生的呢？
正常型红细胞
镰刀型红细胞
镰刀型贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中凹 的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却成弯曲的 镰刀状，这样的红细胞容易破裂引起溶血性贫血，甚至造 成死亡。
分析血红蛋白分子的部分氨基酸序列
1
2
3
4
56
78
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸-…
指突变的碱基未引起编码的氨基酸发生改变的突变
密码子的简并性
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（2）无义突变（non-sense mutation） 指碱基替换使编码氨基酸的密码子变成终止密
码UAA、UAG或UGA。
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（3）错义突变（missense mutation）
指碱基突变使密码子改变，从而引起产物氨基酸
序列的改变。
直接原因
谷氨酸→缬氨酸
➢ 移码突变(frameshift mutation)：
DNA分子增加或减少一个或几个碱基，造成缺失或插 入点以下的DNA编码框架全部改变。
UAC AAG UCC UAC AGA AUG GGA G 酪 精 丝酪 精 亮甘
UAC GUC CUA CAG AAU GGG AG 酪 缬 亮 谷酰 天酰 甘
2.2 从突变的效应与野生型的关系：
➢ 正向突变(forward mutation)：改变野 生型性状的突变。
➢ 回复突变(back mutation)：突变体所失 去的野生型性状可以通过第二次突变得到 回复，这种二次突变就是回复突变。
2.3 根据突变产生发生原因：
➢ 在自然条件下，未经人工处理而发生的突变称为 自发突变（spontaneous mutation）。
类
根据突变产生发生原因：自发突变、诱发突变
标
准
从突变所引起的遗传信息的改变：同义、错义、
无义突变、终止密码突变
从突变所带来的表型改变分为：形态、致死或条件致 死、生化突变型
2.1 按照遗传物质结构的改变:
转换
碱基置换
颠换
基因突变
增加
移码突变
缺失
➢ 碱基置换： 转换（transition）：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶 颠换(transversion)：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤
➢ 1162（G A）或np1162（G A）——cDNA中的第1162号鸟 嘌呤被腺嘌呤替代
➢ 621+1（G T）——内含子中的第一个核苷酸（鸟嘌呤）， 即位于一个外显子的最后一个核苷酸（621位）紧后边的那 个核苷酸被胸腺嘧啶替代
➢ 1781-5（C A）——在1781位置5‘端前面内含子中第5个 碱基（胞嘧啶）被腺嘌呤替换
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（4）终止密码突变（terminator codon mutation） DNA分子中的某一个终止密码因碱基突变而成为能编码
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，形成超长的异常多肽链。
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2.5 根据突变所带来的表型改变分类：
➢（1）形态突变型
如：微生物的形成的孢子、鞭毛、荚膜、色泽、噬菌斑
2、缺失（deletion）和插入（insertion）的命名
某个基因或某个领域碱基缺 失时，可用“∆”表示。
➢ Delta-F508或△F508——第508号苯丙氨酸密码子缺失 ➢ nt6232（del5）——5个核苷酸缺失，其中第一个位于6232处 ➢ nt409（insC）——在409位核苷酸后边插入胞嘧啶 ➢ Φ（ara-lac）——表示ara和lac融合成新基因
基因突变
➢基因突变的命名 ➢基因突变的分类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ报告人：张 游 学 号：2131215
生物变异的类型
变异 的类 型
不可遗传的变异： 仅仅由环境変化引起，遗传物质没 有改变，不能进一步遗传给后代。
基因突变
可遗传的变异：基因重组
由于生殖细胞中 遗传物质发生了 改变，其后代将 继承这种改变
染色体变异
一、基因突变的命名和表示方法
➢碱基水平 ➢氨基酸水平 ➢表现型
1、核苷酸替换的命名
① 核苷酸标记通常在前面加上nt(核苷酸)或np(核苷酸对)； ② 位置编码一般情况下以cDNA的有意链上核苷酸位置为标记，因为
许多cDNA的5‘端未加定义，所以其编号有可能是已发表的特殊 序列； ③ 内含子中的核苷酸可以通过它们与最近外显子的相对位置来区别
➢（2）生化突变型
指没有形态效应的突变型。 ✓ 最常见的是营养缺陷型，由于代谢过程的缺陷而成为必需某
种物质才能生长的突变型。
➢（3）抗性突变型
如：抗药性、抗噬菌体、抗紫外线、抗除草剂、
➢（4）条件致死突变型
指在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应 的突变型。
✓ 常见的条件致死突变有温度敏感型等，例如T4噬菌体的温度 敏感型在高温下（42℃）是致死的，但可以在低温（25℃） 下在大肠杆菌体内正常生活。
野生型—Arg+ 突变型—Arg-
✓ 抗生素的耐受或敏感
Antr
Ants
4、氨基酸替换的命名
X
终 止 子
R117H——第117氨基酸从精氨酸变成组氨酸 G542X——第542位甘氨酸由终止子替换
二、基因突变的分类
按照遗传物质结构的改变：碱基的置换、移码、大片段损伤
分 从突变的效应与野生型的关系：正向、回复突变
（正常血红蛋白）
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸—…
（异常血红蛋白）
第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？
蛋白质 正常
异常
氨基酸 谷氨酸
缬氨酸
mRNA DNA
G□A A
CTT GAA
G□U A
突变 C□A T G□T A
_根__本__原因
A 替换 T TA
碱基对替换
三、突变不完全是个随机的过程
• 从理论上讲，DNA分子上每一个碱基都可能发生 突变，但实际上突变部位并非完全随机分布。
• DNA分子上的各个部分有着不同的突变频率，即 DNA分子某些部位的突变频率大大高于平均数， 这些部位就称为突变热点(hotspots of mutation）。
• 无论是自发还是诱发突变中都有热点存在。
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➢ 大片段损伤(large segment damage)：指DNA序 列上有较长的一段序列重排分布，包括大段碱基 的插入、缺失、取代、复制、放大和倒位。
这类损伤有时很可能涉及两个甚至多个基因。按 照严格的定义，基因突变应该是一个基因因损伤 而导致改变。所以，当损伤大的情况下，就介于 基因突变与染色体畸变之间不明确的过度范围。