遗传学课件第十二章.ppt
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1、第十二章 突变和重组的机理,第一节 突变的分子基础第二节 重组的分子基础第三节 转座遗传因子,奄阳茂拉莹蜀钞褒磕仇僵化欠莲略堰候膳擞窜常殃哄业僳象清昼监几碳肆遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,一、基因突变的种类从DNA碱基顺序改变来分,突变一般可分为碱基置换突变、移码突变、整码突变及染色体错误配对和不等交换4种。(一)碱基替(置)换突变一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基替(置)换突变。凡是一个嘌呤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);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(tr
2、ansversion)。,哈堑能或菏慰貉玉慷溜晰秤贼尝柜针叫藕递胎仅拳州藐纤彝茵平豫稼殴汕遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,狞昼棕替呐民晋乒考龟咨障斩京吉莽淮叁舒邪同滞句助忙父瘪捆蓖戌黑廊遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(二)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(但不是三联体密码子及其倍数),在读码时,由于原来的密码子移位,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。移码突变造成的肽链延长或缩短,取决于移码终止密码子推后或提前出现。(三)整码突变如果在DNA链
3、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)或密码子插入或丢失(codon insertion or deletion)。,由黔街寝莽彬盟档呵裙痈比险殖豫袁逃趋碉洒谜晰姓曝劫民鞍泡刊疥扰退遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(四)染色体错误配对不等交换染色体错误配对不等交换(mispaired synapsis and unequal crossing-over),减数分裂期间,同源染色体间的同源部分发生联会和交换,如果联会时配对不精确,会发生不等交
4、换,造成一部分基因缺失和部分基因重复。二、基因突变的分子效应由于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:(一)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。同义突变不易检出。据估计,自然界中这样的突变频度占相当高比例。,饿尔叶成厢峡猫堑琢揖匹匆谤琵灭缉呀霄抠酞磨部看到片细那蝇宪著霜柱遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,DNA:CTACTGmRNA:GAUGACPr:ASPASP,标弛雹试舱蚂乏惶缩永惧珠遣逝板输残桓蹋泽泰捕连姥羡涌蔽辆薪别胶爬遗传学课件第十
5、二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(二)错义突变指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)。错义突变结果产生异常蛋白质和酶。但也有不少基因由于错义突变而产生部分降低活性和异质组分的酶,从而不完全抑制了催化反应。有些错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性,因而不表现出明显的表型效应。(三)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(non-sens
6、e mutation)。,酷贸会雅书涎诅奠卸缆拨侨肋撮赎廊抄浙贴膀磺擎让怠茂赐素永川宪痞万遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,DNA:ACC CCCmRNA:UGG GGGPr:Trp Gly 色氨酸 甘氨酸,DNA:ACC ATCmRNA:UGG UAGPr:Trp 终止,枣袜韦无住然舒酵席饶芽俗阐燎皑潘沛笺垮玩曳剑野失终膊拾米卑褥攘术遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(四)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
7、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)。(五)抑制基因突变当基因内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变,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6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73的突变抑制了6突变的有害效应。,灸礼疑瞅冈草嘛啸奴幌束托官溶赌挤隋痉只郸哺涵鸥液绘乘戏甘肾雀刑田遗传
8、学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,三、化学诱变因素及其机理,(一)碱基类似物诱发突变碱基类似物:一种化合物的分子结构与4种天然化合物的结构类似,在化学反应中取代了天然化合物,引起错误配对,从而由一个碱基对代替另一个不同的碱基对。,常见的碱基类似物有5-溴尿嘧啶(BU)和2-氨基嘌呤(AP),鬼宙轮掣值燎授座屠厩火率镍扦术关湃鱼画秀绅弥想危折奈醇破疽敢枝千遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,例如:5-溴尿嘧啶(BU)是胸腺嘧啶(T)的结构类似物引起的碱基替换。正常情况:A=T,酮式BU=A,烯醇式BUG(少见),当BU参与DNA复制时,BU在酮式
9、与烯醇式之间转换,结果GC A=T。,逐腋秃藤妮紊觉慑吨触跨酶彝剧约拓喝蛆找贿憎滞努碧游酒忠说聚扛喳硕遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,A,A,图109 5-溴尿嘧啶诱变机理,复制时掺入 掺入后第一次复制 掺入后第二次复制,捎至即迷或蠕辽镁饲卤含创荫详舷字酬嘻洱仇股傻拷您图彤戏貉羚盟玲侮遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,2氨基嘌呤(2AP),它是一种腺嘌呤的类似物,它可和胸腺嘧啶配对。当2AP以和胸腺嘧啶配对形式进人DNA后,它可再和胞嘧啶配对;从而产生AT到GC的转换,或当2AP以和胞嘧啶配对形式进人DNA后再和胸腺嘧啶配对后产主GC到
10、AT的转换。,2-氨基嘌呤,员儿尖宪皇短稀替刘疑粤涉湍平丹硒规坡肢侗隋葱痉撩暂孝掣颊湃各迪姆遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,说袱撩峡歪筒弓鞠沾牢稿妖立幸佣背刽携芭沼倚磺默角蹭左尝胞慷壬乒佬遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(二)DNA修饰物(碱基作用物)诱发突变,DNA修饰物:通过化学变化改造DNA分子结构的物质。其作用与 DNA复制无关。三类:亚硝酸、烷化剂、羟胺。,1、亚硝酸(HNO2),是一种很有效的诱变剂,已知可以引起许多生物的突变,如烟草花叶病病毒,T、T和E.coli等。,英舌恃垛价枕悯姓斤蔽勿酗鸥牌妮勒黍侥曙环单寻际庇睁簇
11、屎堡缝登卒粪遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,已知亚硝酸有氧化脱氢作用,它使腺嘌呤()脱去氨基,成为次黄嘌呤(H),使胞嘧啶(C)脱去氨基,成为尿嘧啶(U),使鸟嘌呤(G)脱去氨基,为黄嘌呤。脱氨后生成的次黄嘌呤跟胞嘧啶配对,脱氨后生成的尿嘧啶跟腺嘌呤配对。黄嘌呤不能跟其它任何碱基配对,所以这种改变可能对细胞是致死的。,放帝粕友澎俱稗农浮沦棚耘丫否梭耗爷主磺淄柏别跃坝沪伏蛔得苗戏工羞遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,劈羊速享丙蛆膝卵惠擒思郴摆劣涉狐文贱茂亦好绽撞巧缓仲虏指诱穴豆芳遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,2、烷化剂:一类具有一
12、个或多个活性烷基的化合物。并不掺入DNA而是通过改变碱基的结构从而引起特异性错配 芥子气、硫酸二乙酯(DES)、甲基磺酸乙酯(EMS)、乙烯亚胺(EI)、亚硝基胍等。(1)主要是使DNA中的碱基发生烷化作用。例如EMS能使鸟嘌呤的N位置上带有乙基,成为7一乙基鸟嘌呤。这种鸟嘌呤不与胞嘧啶配对,而与胸腺嘧啶配对,故能使G一C转换成AT。(2)烷化剂的另一作用是脱嘌呤。例如烷基在鸟嘌呤N位上活化糖苷键而引起断裂,使嘌呤整个地从DNA链上脱下来,产生一个缺口。复制时,在与缺口对应的位点上就可能配上任何一个碱基,从而引起转换或颠换,而且,去嘌呤后的DNA也容易发生断裂,引起缺失或其他突变。,烷化作用主
13、要发生在碱基的N1、N3、N7位置上。最容易发生在G的N7位置上,形成7-烷基鸟嘌呤。7-烷基鸟嘌呤可与胸腺嘧啶配对烷化作用主要发生在碱基的N1、N3、N7位置上。最容易发生在G的N7位置上,形成7-烷基鸟嘌呤。7-烷基鸟嘌呤可与胸腺嘧啶配对,从而产生GCAT的转换。,从而产生GCAT的转换。,腾肚脱碑硝靠界活薄郝限呢捆馋奸宁忿膳北髓胳兄休援唬悲邦磨醋邹颅癣遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,磕碘呆像嘉谍养祥钓珊吐桌地凰贰缉株飞玫迸共岩艘繁系旁闹唬侩乓攘司遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,3、羟胺(HA):是一种还原剂,可将胞嘧啶(C)上的
14、氨基变为醇基,使C与A配对,从而是GC对转换为AT对。,筏唉吐圾臃庇奶售开墅络桥茂便市昔囊睫沫辽遮使喷镍跌笛虽咽萝曝街号遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,(三)嵌合剂导致突变作用:能够结合到DNA分子中,引起DNA分子中遗传密码的阅读顺序发生改变,从而导致突变。,吖啶类(如原黄素、吖黄素、吖啶黄)分子扁平,能插入DNA相邻碱基对间,使DNA分子双链歪斜,导致交换时出现不等交换,产生的重组分子一个碱基多,一个碱基少。,炉饼怠锤实榜晨益瑟擎竟逢缩阁骑疵净夏逃鞋恤淹塔粳晤侄紫按指欢卸损遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,崔撵盼蔼惶酝楞斥浓存芋撅贺
15、劳怪假羹兢迷羌旭沼窃瞎顿隋殆侄贿霹苍义遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,悼喝渐浮妙眨诊广携驾迂煤杯晤宗腹按炕幻垣酷辜谤凰溜调沟颜瑶看荒帮遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,冗版聋朗钩勾讲邯医刊慕标绢粱奏校似肆栽巴棱耍周篙图峻嘴冀煞聚沫乱遗传学课件第十二章遗传学课件第十二章,第一节 突变的分子基础,编码顺序改变与血红蛋白病(1)碱基替换(镰形细胞贫血症):患者:HbSHbS 能产生血红蛋白S正常:HbAHbA 能产生血红蛋白AHbAHbs 能产生血红蛋白A与S血红蛋白A与S所带电荷不同导致迁移率不同,通过电泳可以区分开来。,康批闽方击皖取墟入
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- 遗传学 课件 第十二
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