分子生物学：基因突变2 研究生课件知识讲解

Section 4 Site-directed Mutagenesis
对已克隆基因或DNA片段中的任何一个特定碱 基，在体外条件下人工诱发碱基的取代、插入 或缺失变化的过程称为基因的定点诱变技术。 定点诱变技术是进行基因工程和蛋白质工程的 重要手段。
1. Site-directed Mutagenesis Directed by Oligonucleotide
Suppression Mutation of arc Gene from Phage P22
Wild-type arc+ in a sup0 strain
arc (Am) mutant in a sup0 strain
arc (Am) mutant in a supD strain with a suppressor mutation
2.1 Synonymous Mutation DNA碱基改变后，形成相应的简并密码，其编 码的多肽链氨基酸序列不发生改变，称为同义 突变。
2.2 Missence Mutation
DNA碱基序列改变导致其编码的多肽链氨基酸 序列改变，称为错义突变。 错义突变后的编码产物仍然保留部分生物学活性， 则称为渗漏突变（leaky mutation）。 错义突变后的编码产物如能全部保留原有生物学 活性，则称为中性突变（neutral mutation）。
5.1 Single Alleles
对于二倍体生物，决定其表型的某种生物活性 物质的合成仅由一对等位基因控制。
野生型纯合子 —— 野生表型
野生型-突变型杂合子
野生表型 突变表型
突变型纯合子 —— 突变表型
5.2 Multiple Alleles 在一个基因座位上存在两个及以上的等位基因， 每一对等位基因均有一定程度的变异；但这种 变异对其功能没有影响，只是产生不同的表型， 如决定某种颜色的等位基因。
2.3 Nonsence Mutation DNA碱基序列改变而产生终止密码，导致多肽 链非正常终止称为无义突变。
2.4 Frame-shift Mutation DNA碱基序列改变导致读码框的位移，使翻译 的蛋白质成为无生物学活性的分子称为移码突 变。
3. Reverse of Mutation Effects 基因突变后，再经二次突变，其生物学功能完 全恢复，称为回复突变（reverse mutation）。 基因经第二次突变后，产生的突变效应只是对 第一次突变的补偿，则称为校正抑制突变 （suppression mutation）。
Repeat Expansion Mutation
Repeat Expansion Mutation of Dystrophia Myotonica Protein Kinase Gene
强直性肌营养不良
Section 3 Results of Gene Mutation
1. Biological Evolution 基因突变是生物进化的源泉。 通过基因突变，可对现存基因进行改造，也可 产生新的基因。
5.3 Alleles Polymorphism
在某一种群基因组的座位上，存在多种不同的 等位基因，从而决定不同的遗传表型，称为等 位基因的遗传多态性，如决定ABO血型的等位 基因。
6. Dynamic Mutation
串联的三核苷酸重复拷贝数可随世代递增而出 现累加效应的突变，称为动态突变。 在多种神经变性疾病中都存在三核苷酸的不稳 定扩展，其中以CAG重复扩展导致的疾病较多。 CAG重复扩展序列在各自的编码基因中产生一 段多聚谷氨酰胺链。
1.2 Insertion Mutation of DNA Fragment 基因组DNA中插入了其他的DNA小片段，导致 读码框改变或基因失活。
1.3 Deletion Mutation of DNA Fragment 基因组DNA中丢失了小片段DNA，导致读码框 改变或基因失活。
Hale Waihona Puke Baidu
2. Results of Gene Mutation
Section 2 Classification and Characteristics of Gene Mutation
1. Type of Gene Mutation
主要根据DNA一级结构改变情况分类。
1.1 Point Mutation ➢可分为单点突变（single point mutation） 和多点突变（multiple point mutation）。 ➢点突变的形式包括转换（transition）、颠 换（transversion）、插入（insertion）、 缺失（deletion）等。
in tRNAser
4. Mutation Hotspots
基因组DNA分子中各部位发生的突变的机率不 同，突变频率明显高于其他部位的突变区被称 为突变热点。 许多突变热点源于甲基化修饰的碱基，特别是 发生于CpG岛。
5. Relationship of Alleles Mutation with Phenotype
Chapter 11 Gene Mutation
Section 1 Basic Concept of Gene Mutation
任何因素引起基因组DNA分子一级结构的异常 改变，并导致生物个体表型的改变，称为基因 突变（gene mutation）。
根据引起基因突变的原因，可将其分为自发突 变（spontaneous mutation）和诱发突变 （induced mutation）。 根据发生基因突变的细胞的不同，可将其分为 生殖细胞突变（germ cell mutation）和体细 胞突变（somatic mutation）。
2. Genetic Diseases 对于高等生物来说，有利的基因突变是很少的。 因此，基因突变的后果常常是引起人类的遗传 性疾病。 目前已知人类有8000多种疾病与基因突变有关， 包括镰刀状红细胞贫血、苯丙酮酸尿症等。
3. Cell Canceration 与癌症发生直接相关的基因包括癌基因和抑癌 基因，各种物理的、化学的或生物的诱变剂可 使这些基因发生突变，从而引起细胞癌变。