第二章生物大分子结构和功能
生物大分子结构与功能
生物大分子结构与功能[掌握]：蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。
氨基酸的理化性质。
蛋白质一级、二级、三级和四级结构基本概念及维系其稳定的化学键，肽单元的概念，蛋白质二级结构的主要类型，结构模体、超二级结构、结构域、亚基、蛋白质等电点的概念，蛋白质变性作用及影响因素。
[熟悉]：氨基酸的分类。
20种氨基酸的名称及三字母英文缩写符号。
肽的概念和基本结构，生物活性肽。
肽单元的结构特点。
蛋白质一级结构和空间结构与蛋白质功能之间的关系。
蛋白质的别构作用。
蛋白质的紫外吸收作用。
维系蛋白质胶体溶液的稳定因素。
蛋白质呈色反应。
[了解]：氨基酸的单字母符号。
分子病的概念。
蛋白质执行功能的主要方式。
蛋白质分类。
课后思考题∙简述蛋白质一到四级结构的基本概念、维持的作用力以及各结构层次间的内在关系。
∙试述蛋白质多肽链中α-螺旋的结构特点及妨碍其形成的因素。
∙何谓蛋白质的变性作用？其本质是什么？引起变性的因素有哪些？举例说明其应用。
∙以血红蛋白与O2的结合为例，说明什么是协同效应？∙举例说明蛋白质结构与功能的关系。
第二章核酸的结构与功能【掌握】核酸的基本组成单位和核酸的水解产物。
核酸分子中核苷酸的连接方式。
DNA和RNA的一级结构和基本组成单位。
DNA二级结构——双螺旋结构的定义和特点。
三种RNA 的结构特点和功能。
核酸的紫外吸收作用。
DNA的变性与复性。
DNA的增色效应和解链温度。
【熟悉】DNA的超螺旋结构。
核酸的分子杂交。
【了解】DNA结构的多样性。
其他小分子RNA。
核酸酶的种类及作用。
第二章核酸的结构与功能（要点）2.1 核酸的化学组成及一级结构核苷—核苷酸—核酸，核酸的水解产物2.2 DNA的空间结构与功能一级结构DNA的空间结构：二级结构—双螺旋模式2.3 RNA的结构与功能mRNA –5’帽子结构，3’polyA尾（真核）tRNA –稀有碱基；三叶草形；倒L形rRNA –功能2.4 核酸的理化性质紫外吸收性质变性、复性和增色效应、解链温度酶[掌握]酶、单纯酶及结合酶的概念，酶的分子组成，酶蛋白和辅助因子的作用。
生物大分子的结构和功能(蛋白质篇)课件
多肽在生物体内属于化学信息物质，扮演小
分子物质的角色
（六）蛋白质的空间构象与功能关系
（1）构象破坏，功能丧失，如蛋白质变性。 （2）酶原的激活，蛋白质前体的活化（改变一级
结构以产生有活性的特定构象）
（3）蛋白质的变构（别构）：如变构酶
蛋白质的变构现象（ allosteric effect） －高
肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线
简述血红蛋白的结构及其结构与功能
的关系(北师大01生化)
17．胰岛素的功能单位是：
一、解释名词 1、3.613螺旋
α螺旋结构形成的限制因素:
凡是有Pro或羟脯氨酸、Gly存在的地方,不能形
成。 静电斥力。多聚Glu或Asp：负电荷相斥 多聚赖氨酸：正电荷相斥 位阻。如Asn、ILe侧链很大，妨碍α螺旋的形成。
1 什么是蛋白质的二级结构?稳定二级结构的
主要作用力是什么?多肽链中存在的脯氨酸对 α螺旋的形成有何影响,为什么?哪种蛋白质完 全由α螺旋构成?
螺旋的横截面
（ 4 ）绝大多数为右手螺旋。 因为左手螺旋中R基团的空间位阻大。 所以，多聚甘氨酸可以左手螺旋。
Left- and right-handed a-helixes
10．蛋白质分子典型的α-螺旋，螺距为
（1）0.15nm
(2) 0.34nm (3) 0.45nm (4)
0.54nm
功能丧失。
相似
不同
氨基酸顺序
三维结构
沈同第二版P181
（五）四级结构与功能
1.定义
有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都 有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。 蛋白质分子中亚基的空间排布和相互间的布局称为四级结 构
生物大分子的空间结构和功能
生物大分子的空间结构和功能生物大分子是生命体系中极为重要的一类分子。
它们包括蛋白质、核酸、多糖等，具有相当复杂的空间结构和生物学功能。
这些分子在生物体内起着非常重要的作用，决定了生命体系的正常运作。
本文就探讨一下生物大分子的空间结构和功能的相关内容。
一、生物大分子的结构生物大分子的结构非常复杂，但总的来说，它们主要由基本单元构成。
例如蛋白质由氨基酸单元组成，核酸由核苷酸单元组成，而多糖则由单糖单元组成。
这些单元之间通过共价键或氢键等方式相互连接，形成了生物大分子。
在具体结构上，每个生物大分子都有其特定的立体构型，这又叫做它的空间结构。
生物大分子的空间结构对其生物学功能至关重要。
一个生物大分子的结构好坏取决于其各级结构的精细程度，也就是说，它们的立体构型或者空间构型的精细程度决定了它们与其他分子结合的可能性以及其功能的可靠性。
例如，酶是一种生物催化剂，有着非常特殊的结构。
它在细胞中起着协助反应的作用，而这种作用的基础是酶具有特定的立体构型，这种构型是通过其对数千个氨基酸残基的顺序推导出来的。
正是这种构型，使得酶能够与特定的基质分子结合，并使得化学反应发生。
二、生物大分子的功能生物大分子的各种功能，与其特定的结构密不可分。
它们的主要特点是高度特化和酶高度专一性。
生物大分子在生命体系中扮演了非常重要的角色，例如：1. 蛋白质：蛋白质在生物体内的作用非常广泛，如构成动植物体内的骨骼和肌肉组织、在血液中运输氧气等。
蛋白质的每种结构都决定了其特定的生物学功能。
2. 核酸：核酸是一个非常重要的分子，它在DNA的遗传信息传递过程中起到了重要的作用。
RNA则主要是用于信息传递和蛋白质的合成。
3. 多糖：多糖是一种生物大分子，由许多单糖单元穿成而成。
例如，细胞壁中的壳多糖、植物细胞中的淀粉、动物体内的糖原等都是多糖。
三、生物大分子的研究方法生物大分子的研究方法主要包括生物物理学和生物化学的方法。
生物物理学方法主要是用于分析分子的物理和化学性质。
生物大分子的空间结构与功能
生物大分子的空间结构与功能生物大分子是生命体中最基本的组成部分，包括蛋白质、核酸、多糖等。
这些大分子的功能不仅与它们的化学成分相关，还与它们的空间结构有关。
在生命体内，由于大量的化学反应和生物学作用，生物大分子的结构和功能也会不断发生变化。
本文将探讨生物大分子的空间结构与功能之间的关系。
生物大分子的空间结构生物大分子的空间结构是指它们在三维空间中的构型，包括常见的α螺旋、β折叠、无规卷曲等。
这些结构是由分子间的化学键、静电相互作用、氢键等力学环节相互作用形成的。
通过这些力学相互作用，大分子可以在空间中形成相应的构型，具有相应的功能。
例如，蛋白质中的α螺旋是一种右旋螺旋结构，由蛋白质链的直线部分形成。
在螺旋结构中，相邻氨基酸的羧基氢与胺基氮之间会形成氢键，使螺旋结构保持稳定。
在β折叠结构中，则是通过蛋白质链的不同区域之间的氢键相互作用形成的。
而无规卷曲结构则没有相邻氨基酸之间的氢键相互作用，因此形成一种无规则的结构。
生物大分子的功能生物大分子的功能不能简单地归结为它们的化学成分，而与它们的空间结构密切相关。
正是由于具有特定的空间结构，生物大分子才能实现相应的生物学作用。
以蛋白质为例，它们是生命体内最为重要的生化机器。
其中，酶是一类特殊的蛋白质，能够促进化学反应的进行。
酶的空间结构是其功能所必需的。
如果其空间结构发生了变化，那么其功能也将被影响。
这就是为什么酶的活性被称为其空间活性。
同样地，生物大分子中的许多其他功能也与其特定的空间结构有关。
例如，DNA的螺旋结构使其能够存储遗传信息，而核糖体中的特定构型则能够将氨基酸精确地排列成蛋白质。
这些都是由于生物大分子的空间结构具有特定的功能。
生物大分子的结构变化由于生命体内的许多生物学作用和环境因素的影响，生物大分子的结构可能会发生变化。
例如，蛋白质中的氨基酸序列变化、温度、pH值等，均会影响其空间结构。
此外，环境中的一些物质也可能影响生物大分子的结构。
例如，抗生素可以通过与细菌的蛋白质相互作用而发挥抗菌作用。
生物大分子结构与功能
生物大分子结构与功能生物大分子是生命活动中不可或缺的一部分。
它们广泛存在于生物体内，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
在生物生产过程中，大分子物质的结构和功能密不可分，其变化和调控对生命活动的维持和发展起着至关重要的作用。
一、蛋白质的结构和功能蛋白质是生物体内最复杂和最重要的大分子物质之一。
它不仅是细胞中的主要构成成分，而且在代谢、运输、储存和保护等生命活动中起到重要作用。
蛋白质分子通常由20种氨基酸组成，通过共价键形成多肽链。
在不同的条件下，多肽链会发生特定的折叠和结构塑造。
这种结构和折叠方式在很大程度上决定了蛋白质的功能。
蛋白质的结构分为四个级别: 一级结构是指每个氨基酸排列的顺序，二级结构是多肽链由 alpha 螺旋、 beta 折叠和无规卷曲等二级结构元素组成的空间结构，三级结构是多肽链上的螺旋和折叠之间的作用形成的球形或者不规则的结构，四级结构是由两个或者两个以上的多肽链相互组合而成的超分子结构。
不同的蛋白质结构决定了其特定的功能。
例如酶是一种催化剂，它通过具有特定的活性中心，能够促进特定的生化反应。
免疫球蛋白是免疫系统的重要成分，它是一种特别的蛋白质，其结构能够识别和与抗原结合，从而保护身体免受疾病侵害。
二、核酸的结构和功能核酸是一种长链高分子化合物，是构成细胞遗传物质的主要成分。
它们分为两类：脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA)。
DNA 是生物体中保存遗传信息的主要分子，而 RNA 参与了信息转录和翻译的过程。
DNA 分子是一个螺旋结构，通常分为双链 DNA 分子。
两条链通过氢键相互连接，形成双螺旋结构。
每条链由磷酸、脱氧核糖糖和氮碱基组成。
氮碱基分为四种：腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳗甘氨酸，分别缩写为 A、G、T 和 C。
四种氮碱基按特定的匹配规则组成 DNA 分子。
这种排列形式保证了 DNA 分子的遗传信息具有稳定的父母特征。
RNA 的主要结构也是单股 Helix 结构，分为长链 RNA 分子、大小不一的 RNA 复合物和图形 RNA 分子等。
生物大分子的结构和功能分析
生物大分子的结构和功能分析在生物学领域，大分子是指超过一定分子量的化合物，其中包括蛋白质，核酸，多糖以及脂类等。
这些大分子具有极其复杂的结构和功能，是生命体系中至关重要的组成部分。
因此，对大分子的结构和功能进行深入分析，对于理解生命现象以及研究药物设计和医学治疗方面都具有非常重要的意义。
首先，我们来看一下生物大分子的结构。
蛋白质是生物体中最常见的大分子之一，由氨基酸残基组成，分子量较大，结构复杂。
在蛋白质的一级结构中，氨基酸之间通过肽键链接。
在蛋白质的二级结构中，多种氢键和电子云作用形成了螺旋结构或折叠结构。
在蛋白质的三级结构中，各种不同的相互作用使得蛋白质呈现出非常丰富的结构。
在四级结构中，多个蛋白质聚合形成蛋白质复合物。
类似于蛋白质的结构，在核酸，多糖和脂类中也存在不同的结构层次。
这些层次结构之间的相互作用是大分子结构稳定性的关键。
如果仅仅描述大分子的结构是远远不够的，更加重要的是对其功能进行分析。
首先，蛋白质的功能被认为是最复杂和最丰富的。
蛋白质可以通过与其他分子特异性地相互作用来实现生物体内的各种生命过程。
例如，酶是一种特定的蛋白质，可以催化化学反应，帮助生物体制造代谢所需要的物质。
激素是一种编码特定信息的蛋白质，可以在生物体内传递和调节信息。
肌肉收缩需要肌肉蛋白的特定结构，并且这种结构可以随着神经冲动而发生变化。
在细胞膜上，存在一些重要的蛋白质通道，使得物质可以在细胞膜上通过有效的方式进出。
蛋白质还可以通过相互作用和调节形成各种生物体系，例如抗体。
另外，核酸也是生物大分子中非常重要的成分。
DNA和RNA的结构和功能是非常紧密关联的。
DNA通过它的序列可以存储遗传信息，RNA则在生物体内承担了传递这种信息的功能。
在体内，DNA是一个非常大的分子，可以将生命体系所有的遗传信息存储起来。
DNA通过一些特定的生物化学机制进行复制和转录，最后形成RNA分子。
RNA分子则可以传递遗传信息，并且在生命体系中进行翻译和编码过程。
生物大分子的结构与功能
组成蛋白质的基本单位：
L- α-氨基酸
L - α-氨基酸构型
CHCOOO-
HOH2C
C +NOHH3 R
CCOOOO-C ++NNHH33
HH
L—甘油醛
HH
L—氨基酸
COO-
CHRH3
C +NH3
H
甘丙氨氨酸酸
一级结构是蛋白质空间结构和特异 生物学功能的基础。
二、蛋白质的二级结构
❖ 定义
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结 构，描述该段肽链主链骨架原子的相对空间 位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
❖ 主要的化学键： 氢 键
（一）肽单元 (peptide unit)
肽单元（肽单位，肽平面）构象
❖ 肽单元的构象特征
二级结构 (secondary structure) 三级结构 (tertiary structure) 四级结构 (quaternary structure)
高级 结构
一、蛋白质的一级结构
❖ 定义
多肽链中氨基酸的排列顺序和氨 基酸的连接方式。
❖ 主要的化学键
肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
牛胰岛素的一级结构
（二）紫外吸收
色氨酸、酪氨酸和 苯丙氨酸的最大吸收峰 在 280 nm 附近。
色氨酸 λmax=280nm ε280=5.6× 103
酪氨酸 λmax=275nm ε275=1.4× 103
苯丙氨酸λmax=257nm ε275=2.0× 102
芳香族氨基酸在pH6时紫外吸收
❖ 蛋白质的紫外分光光度定量分析
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能，听起来像是个高大上的话题，但其实我们日常生活中无处不在。
想象一下，每天吃的饭、喝的水，甚至呼吸的空气，都是跟这些大分子息息相关的。
生物大分子主要有三种：蛋白质、核酸和多糖。
听起来复杂，但其实它们就像一支乐队，各自有各自的乐器，一起合作奏出生命的交响曲。
蛋白质真的是个了不起的家伙，没它可不行。
就像你生活中必不可少的好朋友，蛋白质负责做很多工作。
它们帮助你消化食物、修复细胞，还参与免疫反应。
蛋白质的结构就像一个复杂的拼图，折叠得相当精致。
它们的形状和功能密切相关，形状对了，才能顺利完成任务。
比如说，酶就是蛋白质中的“超级英雄”，帮助加速化学反应，没它们，生活简直慢得像蜗牛。
咱们聊聊核酸。
核酸，这名字听起来很神秘吧？其实它们就像是生命的“说明书”，里面藏着所有的遗传信息。
DNA就是其中的明星，像一本厚厚的小说，把每个生命的秘密都写得明明白白。
RNA则是DNA的得力助手，把信息传递给细胞，让它们知道该干啥。
就像一部精心编排的剧本，角色各司其职，大家都得齐心协力，才能把故事讲好。
没有这两位“演员”，生命的舞台可就空空荡荡。
核酸的结构也是很有意思，DNA的双螺旋形状就像是一个盘旋的楼梯，既神秘又优雅，让人忍不住想去一探究竟。
然后说说多糖，这玩意儿看似简单，实际上却是个大能量库。
就像我们每天吃的米饭、面条，里面都富含多糖。
它们是由许多糖分子串联而成的，像一串串珠子。
多糖可以储存能量，也可以构建细胞壁，真是多才多艺。
比如说，淀粉就是植物用来储存能量的“保险箱”，而纤维素则帮助植物保持形状。
你知道吗，虽然多糖的结构简单，但它们的功能却非常重要，缺了它们，我们的生活就会乱成一锅粥。
这三种生物大分子就像一支团队，各有各的分工。
没有它们，生命就像没有调料的饭，淡而无味。
想象一下，如果你没有蛋白质的帮助，可能连最简单的事情都做不成；而没有核酸，你的细胞可就失去方向，没法运行；至于多糖，缺了它，你的能量就像放了气的气球，萎缩得厉害。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能一、蛋白质1.1 蛋白质结构蛋白质是生物体中最健全的大分子，也是最为复杂的生物大分子之一。
蛋白质的结构分为四个层次，分别为：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指蛋白质的线性序列，由20种不同的氨基酸组成。
氨基酸以化学键的方式组合在一起，形成肽链，其中端点称为氨基端，在蛋白质的左侧，C端则在右侧。
二级结构是指蛋白质中肽键形成的局部空间构型。
通常情况下，二级结构分为α-螺旋、β-折叠片和无规卷曲等形式。
其中，α-螺旋是指肽链在一定的内部氢键作用下，形成了稳定的螺旋状结构，而β-折叠片是指肽链在一定的内部氢键作用下，呈现出折叠的形式。
三级结构是指蛋白质在空间中的立体构型。
当蛋白质的二级结构不断叠加后，最终形成了三维球的立体结构。
蛋白质的三级结构受到许多因素影响，包括静电吸引、水化作用、疏水作用等。
四级结构是指多种蛋白质互相组合的空间结构。
可以形成多种功能酶或蛋白质复合物。
例如，血红蛋白是由四个亚基组成的，每个亚基都包含一个单间蛋白质的三级结构。
1.2 蛋白质的功能蛋白质在生物体中承担了众多的生理功能，例如：①充当酶催化生化反应，例如蛋白质激酶和酯酶等。
②充当转运蛋白转运各种物质，例如铁蛋白和载脂蛋白等。
③充当激素促进生长和参与代谢过程，例如胰岛素和甲状腺激素。
④提供力学支持和结构稳定，例如胶原蛋白和肌肉蛋白等。
⑤参与免疫系统的反应，例如抗体和白蛋白等。
二、核酸2.1 核酸结构核酸包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种类型，它们都是以核苷酸作为基本组成单元的生物大分子。
核苷酸由五个碳糖、磷酸基团和氮碱基组成。
碳糖分为脱氧核糖和核糖两种类型。
脱氧核糖缺失氧原子，核糖则含有一个氧原子。
氮碱基包括腺嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤等五种。
在DNA分子中，两个单链通过氢键结合形成双螺旋结构，形成了一条螺旋线，这是DNA分子最基本的形态。
DNA的氮碱基气候为A、C、G、T四种，其中，A和T通过两个氢键结合，C 和G通过三个氢键结合。
生物大分子的结构与功能的相互关系和演化过程
生物大分子的结构与功能的相互关系和演化过程生物大分子的结构与功能之间存在着密切的相互关系和演化过程。
生物大分子包括蛋白质、核酸和多糖等，它们的结构决定了它们的功能，而功能则在演化过程中逐渐优化。
蛋白质是生物体内功能最为多样的大分子，其结构包括四级结构：一级结构是由氨基酸的线性序列组成，二级结构是由氢键形成的α螺旋和β折叠构象，三级结构是由氢键、离子键、疏水性相互作用等非共价键的三维空间折叠，四级结构是多个蛋白质链的组装形成的聚集体。
蛋白质的功能主要体现在其结构上，不同的蛋白质通过其特定的结构与其他分子相互作用，实现了生命活动的各种功能，如酶的催化反应、细胞信号传导和结构支撑等。
核酸是生物体遗传信息的储存和传递分子，其结构包括单链的DNA和RNA。
DNA由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟呃啶）的线性序列组成，RNA由三种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤和胸腺嘧啶）的线性序列组成。
DNA和RNA的结构决定了它们的功能。
DNA通过碱基配对和双螺旋结构实现了遗传信息的储存和复制，RNA则在蛋白质合成过程中起着中介的作用。
多糖是生物体内的一类碳水化合物，包括多种不同的单糖单元组成的多糖。
多糖的结构和功能多样，有结构多糖如纤维素和壳聚糖等，具有支撑和保护细胞的功能；还有能量储存多糖如糖原和淀粉等，起着储存能量的作用；同时也有调节和识别细胞的多糖如免疫球蛋白和血型抗原等。
生物大分子的结构与功能之间的关系是通过演化过程逐渐形成和优化的。
演化通过遗传变异和自然选择的机制，促使生物体适应环境的需求，进而产生新的结构和功能。
例如，蛋白质的结构和功能的演化可以通过蛋白质的突变和基因重组来实现，有助于蛋白质适应新的生理环境和生物学功能；核酸的结构和功能的演化则主要通过基因突变和拷贝事件来实现，有助于遗传信息的储存和传递的优化；多糖的结构和功能的演化则主要通过糖基转移酶和酶催化的反应来实现，有助于多糖的合成和调节。
综上所述，生物大分子的结构与功能之间存在着密切的相互关系和演化过程。
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第二节 基因结构变异与异常血红蛋白病
异常血红蛋白病的基本概念 由于基因突变导致血红蛋白肽链中氨基酸异常而形成 的异常血红蛋白而引起的疾病称之为异常血红蛋白病 （abnormal hemoglobin syndrome）。
一、血红蛋白变异的分子基础
血红蛋白变异的分子基础 组成血红蛋白（Hb）的珠蛋白肽链中，无论是α链还 是β链结构发生异常，均可导致异常血红蛋白病。珠蛋白 结构变异的类型非常多，主要包括下述几种类型：
（1）同义突变（same sense mutation）是指没有改变产物 氨基酸序列的密码子变化，不影响蛋白质表型。
（2）错义突变（missense mutation）则引起了产物氨基酸 序列的改变。
（3）无义突变（nonsense mutation）是指某个碱基改变使 代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子。无义突 变还可以由移框突变、插入突变和缺失突变造成。
4、染色剂与双螺旋结合，引起DNA变构 染色剂，如吖啶黄和二氨基吖啶，通过与双螺旋结合 引起DNA变构，并激活修复性核酸内切酶，影响DNA复 制和转录。 5、亚硝酸盐可以除去DNA分子碱基上的氨基基团 亚硝酸盐可以除去DNA中任何一个带有氨基基团的碱 基上氨基基团，使DNA上碱基脱氨，则C、A、G变成U、 H（次黄嘌呤）、X（黄嘌呤），导致复制转录中碱基配 对错误。 6、电离辐射和紫外线照射 电离辐射和紫外线照射引起两个相邻碱基之间发生二 聚化，尤其是相邻胸腺嘧啶之间形成T-T交联，阻碍复制 与转录。
二、突变类型及其遗传效应
（一）突变类型
根据DNA分子的改变，突变可以分为四类 1、点突变 DNA大分子一个碱基的变异，又可以分为转换 和颠换两种，嘌呤取代嘌呤，嘧啶取代嘧啶称为转换 （transition），有4种转换形式，即A→G、G→A、T→C、 C→T。嘌呤取代嘧啶或嘧啶取代嘌呤称为颠换 （transversion），有8种颠换形式。 2、缺失 一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。 3、插入 一个原来没有的碱基或一段原来没有的核苷酸链 插入DNA大分子中间。 4、倒位 DNA链内重组，使其中一段方向反置。
（二）突变的遗传效应
1、遗传密码的改变 从DNA碱基序列改变多少可以分成单点突变和多点突变。 从对阅读框的影响来看，如果插入或缺失1个或2个碱基，可
以改变阅读框架，这种突变往往是致死的。如果缺失或插入3个碱 基，则阅读框架不变，其产物常常有活性或有部分活性。
从对遗传信息改变来看，点突变中碱基替代突变可以分成同 义突变、错义突变和无义突变。
2、对mRNA剪接的影响 如果点突变发生在内含子的剪接位点，可以产生两种影响 （1）使原有的剪接位点消失； （2）产生新的剪接位点。 无论是哪一种形式，都可以导致mRNA的错误剪接，产生异 常的mRNA。最终产生异常的表达产物。数个碱基缺失，片断缺 失均有可能造成剪接位点的缺失。 3、蛋白质肽链中的片断缺失 （1）无义突变和DNA片断的缺失都可以导致肽链中的片断 缺失，致使基因编码的蛋白质失去原有的功能。 （2）移码突变不仅使翻译后的肽链中氨基酸序列发生改变， 而且也导致肽链中的大片断缺失。因为移码使阅读框发生改变后， 在结构基因中往往出现多个终止密码子，无法翻译出全长的肽链。
1、单个碱基替代 目前发现的异常Hb中，绝大多数 属于肽链上单个氨基酸替代，因相应密码子发生单个碱基替 代。如HbS的β链第6位的谷氨酸被缬氨酸替代（β6谷→ 缬），相应密码子由GAA→GUA。
2、密码子的缺失与插入 有些异常的Hb，缺失或嵌 入某些氨基酸，如在我国江西发现的HbLeiden即在第6或 第7位缺失了一个谷氨酸；HbGrady（Dakaar）则是在α链 第119位后面添加了3个氨基酸（苯丙-苏-脯）。
3、移码突变 移玛突变是由于珠蛋白基因中发生1、2 个碱基丢失或嵌入，致使后面的阅读框依次移位，导致重新 编码，产生异常肽链，如HbWayne（缺失一个碱基）和 HbTaR（嵌入2个碱基）。
（二）诱变剂的作用机制
1、碱基类似物诱发突变 碱基和核苷酸类似物，如5-氟尿嘧啶（5-Fu）、6-巯基 嘌呤（6-MP），能取代正常的碱基而掺入到DNA当中去， 并通过互变异构引起复制错误，或掺入到RNA影响RNA的 转录和翻译。 2、烷化剂引起染色体损伤 烷化剂，如氮芥和环磷酰胺的分子有一个或多个活性烷 基，可使DNA分子中的鸟嘌呤N7烷化后除去，留下缺失碱基 后的空隙。 3、抗生素类，使DNA失去模板作用 抗生素类，如放线菌素D、丝裂霉素和博来霉素能与 DNA上脱氧鸟苷形成复合物，使DNA失去模板作用，抑制 DNA聚合酶。
第一节 基因结构异常的分子机制
一、DNA一级结构变异的分子机制
DNA一级结构改变的主要原因 引起DNA一级结构改变的原因主要有两类： 一类是复制时碱基的偶然性错配，由此引起的突变称 为自发性突变（spontaneous m有一次碱 基与模板不相配的错误。 另一类是体内代谢过程中产生的自由基由某些环境因 素引起的DNA一级结构改变，由此引起的突变称为诱发突 变（induced mutagenesis）。
第十四章 基因与疾病
DNA结构改变导致分子病发生的基本原理 在自然界有许多因素可以引起DNA结构的改变，虽 然细胞内具有修复DNA损伤的功能，但并非所有的损伤 都能被修复。一些未能修复的损伤有可能形成DNA的突 变。 突变是一种遗传状态，是可以通过复制而遗传的 DNA结构的永久性改变。 突变如果发生在结构基因中，将使基因编码的蛋白 质发生结构改变，失去原有功能，导致分子病的发生。
（一）诱发因素
能引起突变的理化因素或物质称为诱变剂 （mutagen），主要有以下一些类型： 1、碱基和核苷酸类似物，如5-氟尿嘧啶（5-Fu）、 6-巯基嘌呤（6-MP）等。 2、烷化剂，如氮芥、环磷酰胺。 3、抗生素类，如放线菌素D、丝裂霉素、博来霉素 等。 4、染色剂，如吖啶黄、二氨基吖啶等。 5、亚硝酸盐。 6、电离辐射和紫外线照射。