分子生物学 基因突变

Natural Selection
Science and Research
转基因食品的安全问题
如果要对近几年的社会话题按 照“敏感指数”排出一个名次 的话，转基因食品的安全问题 恐怕至少要入围三甲。究其背 后的原因，如果不是转基因食 品在安全性问题上确有遮掩、 隐瞒的话，那么我们就该反思， 是不是真正地了解了“转基因 食品的安全性到底是怎么一回 事儿？”
Mitochondria provide the cell’s energy.
基因突变指一个基因变为它的等位基因，是基因分子 结构或化学组成上的改变。
染色体畸变 染色体的结构及数目改变 碱基错配 复制错误 突变 自发突变 基因突变 诱发突变 脱嘌呤 化学错误 脱氨基 氧化损伤 放射线----产生嘌呤二聚体 碱基类似物:5BU,2AP 化学诱变剂 碱基修饰物:NA,HA,烷化剂 DNA 插入剂:吖啶类 DNA 复制跳格
When an individual has two or more cell populations with a different chromosomal makeup, this situation is called chromosomal mosaicism.
In a balanced translocation, pieces of chromosomes are rearranged but no genetic material is gained or lost in the cell.
移码突变（frame-shifting mutation）
突变分类
碱基改变 点突变：DNA被化学修饰或复制时发生错配 ，使一个碱基 变成另一个碱基。 碱基插入突变：DNA链中插入1个或多个碱基（转座子
Tn），突变后可引起DNA序列阅读框架改变。

碱基缺失突变：DNA链中1个或多个碱基发生丢失，突变
doi:10.1016/j.biopsych.2011.09.002
基因突变概要

概念及分类 诱因与特点 突变与疾病 突变与遗传工程技术




突变的检测
A mutation has caused this garden moss rose(百叶 蔷薇) to produce flowers of different colors. This is a somatic mutation that may also be passed on in the germ line
后可引起DNA序列阅读框架改变。
基因突变的密码效应分类


同义突变：碱基被替代后没有密码子改变，其产物AA序 列也无变化。 错义突变：碱基序列的改变引起AA序列改变。
Hb中一条链 谷氨酸 GAA
缬氨酸 GUA

无义突变：某个碱基改变使某个AA的密码子成为蛋白质 合成的终止密码子。
基因突变的其他分类方式
Байду номын сангаас
一、概 念 及 分 类
概

念：
基因突变：基因组DNA分子中发生碱基的增添、缺失 或改变而引起的基因结构的改变，进而引起遗传表 型的改变。
Illustrations of five types of chromosomal mutations.
Cells with one additional set of chromosomes, for a total of 69 chromosomes, are called triploid

The shape of the human face and skull is largely genetically determined. However, the genomic basis of craniofacial morphology is incompletely understood and hypothesized to involve protein-coding genes, as well as gene regulatory sequences. We used a combination of epigenomic profiling, in vivo characterization of candidate enhancer sequences in transgenic mice, and targeted deletion experiments to examine the role of distant-acting enhancers in craniofacial development. We identified complex regulatory landscapes consisting of enhancers that drive spatially complex developmental expression patterns. Analysis of mouse lines in which individual craniofacial enhancers had been deleted revealed significant alterations of craniofacial shape, demonstrating the functional importance of enhancers in defining face and skull morphology. These results demonstrate that enhancers are involved in craniofacial development and suggest that enhancer sequence variation contributes to the diversity of human facial morphology.
女性携带离婚基因 A-allele 者离婚率高出五成



很多时候，当婚姻出现问题时，人们会把责任怪罪在男方头上，认为男 士的花心导致了婚姻破裂。 在近期的Biological Psychiatry杂志上刊登的一项研究成果表明，据瑞典 斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院的最新研究发现，婚姻出现破裂也有可能 是女性体内携带的一种基因作祟所致。一种叫A-allele的催产素受体基因 会在女性体内搞怪，让女性对婚姻关系中偶尔出现的不和谐插曲缺乏耐 心，脾气暴躁，从而提高离婚率。 女性处于生产期和哺乳期时体内会自行分泌催产素，这种激素能拉近女 性和后代间的关系。不过若催产素分泌异常就会搅乱大脑对感情问题的 处理能力，催生叫A-allele的“离婚基因”。研究人员调查了1800名女 性后发现携带这种基因的女性离婚率高50%。
3、致死突变(lethal mutation): 影响生物体的生活力，导致个体死亡的一类突变。
doi: 10.1126/science.1241006
doi:10.1016/j.cmet.2012.01. 001
运动和咖啡因 会改变你的DNA
你可能会认为不管做任何事情， 自己的DNA都是不会受影响而 改变的。但在某种意义上说，这 一想法是错误的。在3月Cell出 版社的《细胞代谢》杂志上， 研究人员发表报告称当身体处于 健康状态时，不怎么运动的男性 和女性在运动锻炼几分钟后，他 们体内的DNA会出现瞬间变化。 更让人惊奇的是，这项研究表明 我们早晨喝的咖啡中咖啡因成分 也可能会以相同方式影响肌肉中 的DNA。

Fine Tuning of Craniofacial Morphology by Distant-Acting Enhancers
Catia Attanasio, Alex S. Nord, Yiwen Zhu, Matthew J. Blow, Zirong Li, Denise K. Liberton, Harris Morrison, Ingrid Plajzer-Frick, Amy Holt, Roya Hosseini, Sengthavy Phouanenavong, Jennifer A. Akiyama, Malak Shoukry, Veena Afzal, Edward M. Rubin, David R. FitzPatrick, Bing Ren, Benedikt Hallgrí msson, Len A. Pennacchio, Axel Visel
2、生化突变(biochemical mutations): 突变影响生物的代谢 过程。导致一个特定的生化功能的改变或丧失。
（1）失去功能的突变：突变事件通常是破坏性的，多数情况下，突变事 件导致功能的丧失，完全丧失基因功能的突变称为无效突变(null mutation) 。通常丧失功能的突变是隐性的，有时候也可以是显性的。 （2）获得功能的突变:突变事件引起的遗传随机变化有可能使之获得某种 新的功能。

该研究总共分析了四千多个可能与面部发育相关的增强子序 列，建立了增强子序列的基因组图谱。此外他们还细致分析 了其中200个基因增强子的活性。子女遗传了父母的基因， 但是由于增强子的存在，在面部发育过程中基因活性不尽相 同，最终导致面部发育结果不完全相同。该结果还提示遗传 学家，增强子的特异突变也会在新生儿缺陷中发挥作用。有 助于开发更好的诊断和治疗措施。
基因突变
&
相关技术
Dr. Liu Ji liuji6103@scu.edu.cn
Natural Selection
February 12th ,2009 marked the 200th birthday for famous evolution scientist Charles Darwin (02/12/1809-04/19 /1882), who laid the foundations for the evolution theory - mutation & natural selection. As per Darwin, mutation provides new traits for species, and then the nature "selects" those species with advantageous heritable traits - the process Darwin called "natural selection".
Evolution
Mutations are engines of natural selection
Spiral goat
George was all mouth
The eyes have it
Back to the Water
Science: 科学家揭示 人类长相各异的原因
人类的长相各异，没有两个人长相完全相同的。是什么导致了人面部形态 各异呢？遗传学证据显示父母和子女长相类似，但是哪些因素使得DNA调控如此 精确，使得两个人长相不同呢？ 伯克利国家重点实验室的科学家揭示了增强子在面部发育中发挥重要作用。 相关报道发表在近期的Science杂志上。该文章的通讯作者Axel Visel博士称其 研究结果表明很可能人类基因组中的数千个增强子都不同程度的参与到面部发育 过程中。
按突变的表型特征分类:
突变发生后出现的表型改 变是多种多样的，有的可能十分微弱，需要精细的生化技 术才能检测出与野生型（WT)的差别，有的突变的表型效应 可能如此之大，以致产生形态上的严重缺陷甚至死亡。
形态突变
生化突变
致死突变
1、形态突变(morphological mutation): 突变主要影响生物体 的外在可见的形态结构，故又称可见突变。如形状、大小、 色泽等的改变。
突 变 分 类（遗传信息的改变）
点突变（point mutation） 碱基改变 碱基插入突变（base insert ）
突变 分类
密码效应
碱基缺失突变（base deletion）
同义突变（synonymous mutation） 错义突变（missense mutation）
无义突变（nonsense mutation）