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1、关于损伤修复突变和转座第1页，讲稿共77张，创作于星期一第三节第三节突变类型突变类型第四节第四节回复突变回复突变(抑制突变抑制突变)第五节第五节突变剂和突变生成突变剂和突变生成 概述：损伤因素及其类型概述：损伤因素及其类型 第一节第一节 复制过程中的错配修复复制过程中的错配修复 第二节第二节 损伤修复损伤修复 第2页，讲稿共77张，创作于星期一 引起损伤的因素引起损伤的因素:自发性损伤自发性损伤(复制复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、中的损伤、碱基的自发性化学改变、自发脱碱基、自发脱碱基、细胞的代谢产物对细胞的代谢产物对DNA的损伤的损伤)物理因素引起的损伤物理因素引起的损伤(电离辐射、紫外
2、线电离辐射、紫外线)化学因素引起的损伤化学因素引起的损伤（烷化剂、碱基类似物）（烷化剂、碱基类似物）引起损伤的类型：引起损伤的类型：碱基脱落、碱基（或核苷）改变、错误碱基（碱基的取碱基脱落、碱基（或核苷）改变、错误碱基（碱基的取 代）、碱基的插入或缺失、链的断裂、链交联（链内、链代）、碱基的插入或缺失、链的断裂、链交联（链内、链 间）、间）、嘧啶二聚体嘧啶二聚体等等等等 第3页，讲稿共77张，创作于星期一 广义的修复系统：广义的修复系统：DNA聚合酶的校对功能聚合酶的校对功能(复制的范畴复制的范畴)尿嘧啶尿嘧啶-N-糖苷酶修复系统糖苷酶修复系统 （复制时（复制时U的渗入、的渗入、C脱氨氧化成脱
3、氨氧化成U）错配修复系统错配修复系统 损伤修复系统损伤修复系统(光复活、重组修复、光复活、重组修复、SOS修复等修复等)限制修饰系统限制修饰系统-对付外源对付外源DNADNA的入侵的入侵第4页，讲稿共77张，创作于星期一第一节第一节复制过程中的错配的复制过程中的错配的修复修复第5页，讲稿共77张，创作于星期一DNAmismatch+-A-C-DNApol(=10-8)经第二次校正经第二次校正=10-11错配修复系错配修复系统统(MRSMismatchRepairSystem)1、错配修复碱基来源：、错配修复碱基来源：校正活性所漏校的碱基校正活性所漏校的碱基使复制的保真性提高使复制的保真性提高1
4、02103倍倍第6页，讲稿共77张，创作于星期一2、错配修复系统（、错配修复系统（Mismatchrepairsystem）DNApolymeraseHelicaseSSB外切核酸酶外切核酸酶(和和)连接酶连接酶MCE(mismatchcorrectenzyme)3subunitsmutH,L,SdamgeneDNA腺嘌呤甲基化酶腺嘌呤甲基化酶(m6A甲基化酶甲基化酶)扫描新生链中错配碱基扫描新生链中错配碱基识别新生链中非识别新生链中非m6A的的GATC序列序列酶切含错配碱基的新生酶切含错配碱基的新生DNA区段区段（1 1）组成）组成第7页，讲稿共77张，创作于星期一 DNADNA合成过程中的
5、甲基化变化合成过程中的甲基化变化DNA中的中的GATC(palindromicseq.)为为m6A甲基化敏感位点甲基化敏感位点平均每平均每2kb左右有一左右有一GATCseq.错配修复系统受甲基化的引导错配修复系统受甲基化的引导第8页，讲稿共77张，创作于星期一 甲基化程度的差异甲基化程度的差异a、MutH/MutS扫描识别错配扫描识别错配 碱基和邻近的碱基和邻近的GATC序列序列 切点甲基化切点甲基化GATC中中G的的5侧侧DNAhelicaseII,SSB,exonucleaseI去除包括错去除包括错 配碱基的片段配碱基的片段 DNApolymeraseIII和和DNAligase填充缺口
6、填充缺口昂贵的代价用于保证昂贵的代价用于保证DNADNA的准确性的准确性（2 2）修复过程修复过程 第9页，讲稿共77张，创作于星期一外切核酸酶外切核酸酶切割切点的切割切点的55端（错配碱基在切点的端（错配碱基在切点的55端）端）-3-3端（端（-3-3端）端）第10页，讲稿共77张，创作于星期一3、尿嘧啶尿嘧啶-N-糖苷酶系统糖苷酶系统(ung system)修复尿嘧啶的来源：修复尿嘧啶的来源：dUTP的渗入的渗入胞嘧啶的自发脱氨氧化胞嘧啶的自发脱氨氧化第11页，讲稿共77张，创作于星期一-TAGC-ATCG-TAGC-ACG-U-TAGC-ung-aseGCUAU-TAGC-ACG-AP内
7、切酶内切酶(Apurinase)-TAGC-ATCG-DNApolLigase第12页，讲稿共77张，创作于星期一 第二节第二节 DNA损伤的修复损伤的修复第13页，讲稿共77张，创作于星期一一、嘧啶二聚体的产生一、嘧啶二聚体的产生 类型：类型：TT二聚体二聚体（）、）、CC二聚体（二聚体（）、）、CT二聚体（二聚体（）TTCCCT相邻的胸腺嘧啶相邻的胸腺嘧啶胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶二聚体CCCCCCCC第14页，讲稿共77张，创作于星期一第15页，讲稿共77张，创作于星期一PR1、光复活（、光复活（photoreactivation）-TT-AA-TT-AA-TT-AA-TT-AA-复制前进行
8、、不容易出错复制前进行、不容易出错400nm蓝光、蓝光、PR酶酶(photo-reactivationenzyme)光敏裂合酶（光敏裂合酶（photolyase）可见光激活可见光激活 二、二聚体修复的机制二、二聚体修复的机制第16页，讲稿共77张，创作于星期一2.切除修复切除修复ExisionRepair 复制前进行复制前进行不易出错不易出错UvrA,B,Cgene内切核酸酶内切核酸酶（Endonucleases）外切核酸酶外切核酸酶（Exonuclease）DNApolLigase 碱基切除修复碱基切除修复核核苷苷酸酸切切除除修修复复碱基切除修复碱基切除修复核苷酸切除修复核苷酸切除修复第17
9、页，讲稿共77张，创作于星期一ABA BCA B CA BCAB螺旋酶螺旋酶Pol 螺旋酶螺旋酶连接酶连接酶切切补补切切封封第18页，讲稿共77张，创作于星期一3.重组修复（重组修复（RecombinativeRepair）后复制修复、后复制修复、E.coli的挽回系统的挽回系统E.coli存活存活%U.V计量计量w.t.UvrA+RecA+uvra-reca-该该系系统统存存在在的的实实验验证证据据第19页，讲稿共77张，创作于星期一 Rec-A.gene 以某种方式参与以某种方式参与DNA损伤修复损伤修复 Rec修复系统比切除修复系统更有效修复系统比切除修复系统更有效 目前知道目前知道 U
10、vr系统负责切除二聚体系统负责切除二聚体 Rec系统负责消除没有被切除的二聚体系统负责消除没有被切除的二聚体 可能造成的后果可能造成的后果第20页，讲稿共77张，创作于星期一TTTTAAAATTTTTTTTAAAATTTT变性变性E.coli(Rec-A,uvr-a-)D.S.DNAS.S.DNAU.V.复制复制提取提取变性变性复制过程越过二聚体而在相应新链上留下缺口复制过程越过二聚体而在相应新链上留下缺口二聚体后起始二聚体后起始 修复时期的证明修复时期的证明第21页，讲稿共77张，创作于星期一与与Rec-A蛋白引起的重组蛋白引起的重组(strandtransfer)有关有关TTdimer未被
11、修复，仅表现在后代群体中未被修复，仅表现在后代群体中TTdimer浓度的稀释浓度的稀释链的非准确转移，导致突变机率的增加链的非准确转移，导致突变机率的增加修复相关机制修复相关机制:第22页，讲稿共77张，创作于星期一 重组修复重组修复(链转移修复链转移修复)复制后修复复制后修复容易出错容易出错RecA,DNApolymeraeligase二聚体后起始二聚体后起始 RecA 聚合酶、连接酶聚合酶、连接酶重组修复后的损伤位点可重组修复后的损伤位点可由其它机制进一步修复由其它机制进一步修复第23页，讲稿共77张，创作于星期一课内容回顾：1 1、复制过程中的错配修复 错配修复系统 尿嘧啶尿嘧啶N N糖
12、苷酶修复系统糖苷酶修复系统 2 2、DNADNA的损伤的修复的损伤的修复 嘧啶二聚体嘧啶二聚体 光复活修复光复活修复 切除修复 重组修复第24页，讲稿共77张，创作于星期一第三节第三节突变类型突变类型 第25页，讲稿共77张，创作于星期一染色体突染色体突变变（Chromosomemutation）chromosomenumber chromosomestructure 核苷酸突核苷酸突变变（dNtpointmutation）突变突变(mutation)：可以通过复制而遗传的：可以通过复制而遗传的DNA结构结构 的任何永久性改变的任何永久性改变遗传状态遗传状态第26页，讲稿共77张，创作于星期一
13、 突变体突变体(mutant)：携带突变的生物个体或群体或株系：携带突变的生物个体或群体或株系 突变基因突变基因(mutantgene):存在突变位点的基因存在突变位点的基因野生型基因（野生型基因（wild type gene）：）：表示方法表示方法 表现型表现型 Arg+Arg-基因型基因型 arg+arg-野生型野生型 正性状正性状 第27页，讲稿共77张，创作于星期一1、从、从突变作用来源上定义突变作用来源上定义自发突变自然界的突变剂或偶然复制错误自发突变自然界的突变剂或偶然复制错误诱变诱变人为使用突变剂人为使用突变剂 碱基异构式引起碱基异构式引起DNA复制过程的错误复制过程的错误-自发
14、突变自发突变碱基异构式碱基异构式 A(amino氨基氨基)A(imino亚氨基亚氨基)C(a)C(i)G(keto酮式酮式)G(enol烯醇式烯醇式)G(k)G(e,i)T(keto)T(enol-2)orT(enol-4)第28页，讲稿共77张，创作于星期一碱基异构式引起碱基异构式引起DNA复制的错配复制的错配 G(k)C(a)正确配对正确配对A(a)T(k)错误配对错误配对G(k)T(e)A(a)C(i)A(i,anti)A(a,syn)A(i,anti)G(k,syn)G(e,i,anti)G(k,syn)G(e,i,anti)A(a,syn)A(i)C(a)G(e)T(k)第29页，讲
15、稿共77张，创作于星期一A(a)T(k)A(a,anti)T(k,anti)C(i)C(a,anti)A(a)A(i,anti)碱基异构式引起碱基异构式引起DNA的错配突变的错配突变 C(i)C(a)G(k,syn)G(k,syn)G(k,anti)G(k)第30页，讲稿共77张，创作于星期一2、从序列改变多少上定义、从序列改变多少上定义 单点突变单点突变(point mutation)(点突变点突变)多点突变多点突变(multiple mutation)点突变点突变碱基替代碱基替代、碱基插入、碱基缺失、碱基插入、碱基缺失碱基替代（碱基替代（conversion）转换转换(transition
16、)PyPy PuPu 颠换颠换(transvertion)PyPu 第31页，讲稿共77张，创作于星期一核苷酸缺失或插入核苷酸缺失或插入（dNtdeletionorinsertion）=3xdNt nxAminoacid=3xdNt 移框（移框（Framshift）移框突变（移框突变（frameshift mutation）:一个或两个碱基的插入一个或两个碱基的插入 或缺失，或扁平碱性染料分子或缺失，或扁平碱性染料分子3、从对阅读框的影响上定义、从对阅读框的影响上定义移码突变移码突变第32页，讲稿共77张，创作于星期一Examples of deletion mutations 第33页，讲稿
17、共77张，创作于星期一4、从对遗传信息的改变上定义、从对遗传信息的改变上定义（点突变）（点突变）同义突变：没有改变产物氨基酸序列的密码子同义突变：没有改变产物氨基酸序列的密码子 错义突变：碱基序列的改变引起了氨基酸序列的改变错义突变：碱基序列的改变引起了氨基酸序列的改变 （中性突变、渗漏突变）（中性突变、渗漏突变）无义突变：碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子变无义突变：碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子变 为蛋白合成的终止密码子为蛋白合成的终止密码子碱基替代对遗传信息的改变碱基替代对遗传信息的改变-同义突变同义突变 GAAGAG Glu第34页，讲稿共77张，创作于星期一-错义突变错义突变 G
18、AAAAA Lys-无义突变无义突变 GAATAA(stop)无义突变类型无义突变类型UAA（Oc）赭石型（赭石型（Ocher）UAG（Am）琥珀型（琥珀型（amber）UGA（Opal）乳石型（乳石型（Opal）第35页，讲稿共77张，创作于星期一5、从、从突变的表达类型突变的表达类型上定义上定义-非条件型突变非条件型突变:-条件型突变条件型突变:突变的表现突变的表现=突变基因型突变基因型+诱导条件诱导条件（光，温敏感不育）（光，温敏感不育）6、从突、从突变变效效应应上定上定义义正向突正向突变变回复突回复突变变:使突使突变变体所失去的野生型性状得到恢复的第二次突体所失去的野生型性状得到恢复的
19、第二次突变变真正的原位回复突真正的原位回复突变变很少很少大部分大部分为为第二点的回复突第二点的回复突变变抑制突抑制突变变第36页，讲稿共77张，创作于星期一7、突变位点存在于负责基因调控的序列中突变位点存在于负责基因调控的序列中*在启在启动动子区域子区域时时:启启动动子上升突子上升突变变:增增强强启启动动子子对转录对转录的的发动发动作用的突作用的突变变启启动动子下降突子下降突变变:*在操作子上或在操作子上或调节调节基因上基因上组组成型突成型突变变:产产生生组组成型表达方式的操作子突成型表达方式的操作子突变变或或调调节节基因的突基因的突变变突突变变的操作子不能被阻遏蛋白所的操作子不能被阻遏蛋白所
20、识别识别调节调节基因突基因突变变不能不能产产生有活性的阻遏蛋白生有活性的阻遏蛋白两者之一都使两者之一都使结结构基因失去了构基因失去了负负向控制向控制第37页，讲稿共77张，创作于星期一第四节第四节回复突变回复突变(抑制突变抑制突变)第38页，讲稿共77张，创作于星期一1、抑制突变发生的部位、抑制突变发生的部位基因内抑制突变：抑制突变发生在正向突变的基因中基因内抑制突变：抑制突变发生在正向突变的基因中基因间抑制突变：抑制突变发生在正向突变基因外的其它基因间抑制突变：抑制突变发生在正向突变基因外的其它基因中基因中wildtypemutant(表现型表现型)正向突变正向突变(lowF.)回复突变回复
21、突变(verylowF.正向的正向的110)第39页，讲稿共77张，创作于星期一间接抑制突变间接抑制突变:不恢复正向突变基因蛋白质产物的功能不恢复正向突变基因蛋白质产物的功能,而而是通过改变其它蛋白质的性质或表达水平是通过改变其它蛋白质的性质或表达水平而补偿原来突变造成的缺陷而补偿原来突变造成的缺陷,从而恢复野生型从而恢复野生型2、野生表型恢复作用的性、野生表型恢复作用的性质质直接抑制突变直接抑制突变:通过恢复或部分恢复原来突变基因产物蛋通过恢复或部分恢复原来突变基因产物蛋白质的功能而恢复野生表型白质的功能而恢复野生表型第40页，讲稿共77张，创作于星期一3、回复突变的分子机制回复突变的分子机
22、制a)AGC(Ser)ACC(Thr)AGC(Ser)b)AGC(Ser)AGG(Arg)AGT(Ser)c)AGC(Ser)AGG(Arg)GGG(Gly)ifSer Gly第41页，讲稿共77张，创作于星期一（1）基因内抑制突变）基因内抑制突变(Intragenicsuppression)第二位点引起的基因内校正第二位点引起的基因内校正密码子间两次错义突变的互补密码子间两次错义突变的互补4、抑制突、抑制突变变的分子机制的分子机制错义突变错义突变移框突变移框突变错义突变错义突变造成野生型表型的丧失造成野生型表型的丧失部分原因在部分原因在于影响到蛋白质的空间结构于影响到蛋白质的空间结构(正负电
23、荷、疏水作用正负电荷、疏水作用)第42页，讲稿共77张，创作于星期一a、静电作用、静电作用第43页，讲稿共77张，创作于星期一b、疏水作用、疏水作用第44页，讲稿共77张，创作于星期一-UGG174-GGA210-(w.t.)(K)(G)回复突变回复突变(C)（G）-UGG174-GGA210-UGG174-GGA210-UGC174-GAA210-活性结构活性结构无活性结构无活性结构CA无活性结构无活性结构(K)(E)第45页，讲稿共77张，创作于星期一移框突变的抑制突变移框突变的抑制突变(基因内第二点的插入或缺失基因内第二点的插入或缺失)第46页，讲稿共77张，创作于星期一（2）基因间的抑
24、制突变）基因间的抑制突变无义突变无义突变-无义抑制突变无义抑制突变错义突变错义突变-错义抑制突变错义抑制突变移框突变移框突变-移框抑制突变移框抑制突变发生在发生在tRNA基因或与基因或与tRNA功能相关的基因上功能相关的基因上第47页，讲稿共77张，创作于星期一a、基因间的无义抑制突变（、基因间的无义抑制突变（Nonsense suppressor）野野生生型型UAG、UGA、UAA三种无义抑制三种无义抑制50赭石型无义抑制赭石型无义抑制tRNA产生的几率很低，且抑制效率很低产生的几率很低，且抑制效率很低第48页，讲稿共77张，创作于星期一AGAUCUArgGlyGGACCUUCUGlyCCU
25、Glyb、基因间的错义抑制突变、基因间的错义抑制突变(Missense suppressor)Gly第49页，讲稿共77张，创作于星期一c、基因间移框抑制突变、基因间移框抑制突变总结：基因内和基因间的错义（无义）、移框抑制突变均总结：基因内和基因间的错义（无义）、移框抑制突变均由相应的错义（无义）、移框突变抑制由相应的错义（无义）、移框突变抑制第50页，讲稿共77张，创作于星期一课内容回顾：1 1、突变的类型、突变的类型 突变作用来源、突变作用来源、序列改变多少、序列改变多少、对阅读框的影响对阅读框的影响 对遗传信息的改变、突变的表达类型、突变效应对遗传信息的改变、突变的表达类型、突变效应 突
26、变位于负责基因表达调控的序列当中突变位于负责基因表达调控的序列当中 2 2、抑制突变抑制突变 发生部位：基因内、基因间发生部位：基因内、基因间 野生表型恢复作用性质：直接抑制、间接抑制野生表型恢复作用性质：直接抑制、间接抑制 基因内错义抑制突变的分子机制基因内错义抑制突变的分子机制 基因间错义、移码、无义抑制突变的分子机制基因间错义、移码、无义抑制突变的分子机制第51页，讲稿共77张，创作于星期一第六节第六节突变剂和突变生成突变剂和突变生成第52页，讲稿共77张，创作于星期一1、碱基类似物（碱基类似物（Baseanalog）2-氨基嘌呤氨基嘌呤2-Aminopurine5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶5-
27、BromineUracilOOBrNH2第53页，讲稿共77张，创作于星期一5-BrU:G:A 烯醇式烯醇式enolenolBrOHHOBr 酮式酮式KetoKetoHOAGCTTCCTATCGAAGGATAGCTBCCTATCGAAGGAT酮式5-BrU的渗入AGCTBCCTATCGAAGGATAGCTCCCTATCGAGGGAT第二轮复制ATGC转变转变AGCTBCCTATCGAGGGATAGCTTCCTATCGAAGGAT第一轮复制酮式到稀醇式的转变烯醇式渗入为烯醇式渗入为GCAT转变转变第54页，讲稿共77张，创作于星期一InDNABrU(k)BrU(e)(正常形式正常形式)(异构体异
28、构体)BrU(k)BrU(e)难难易易AGGATCCT 碱基类似物产生的均为错义突变碱基类似物产生的均为错义突变第55页，讲稿共77张，创作于星期一2、碱基的化学修碱基的化学修饰导饰导致突致突变变又称化学突变剂：又称化学突变剂：亚硝酸（亚硝酸（nitrousacidHNO2）羟氨（羟氨（hydroxylamineHA）甲磺酸乙酯（甲磺酸乙酯（ethylmathanesulfonateEMS）N-甲基甲基-N-硝基硝基-N-亚硝基胍亚硝基胍（N-mathyl-N-nitro-N-nitrosoguanidionNNG）产生错义突变产生错义突变第56页，讲稿共77张，创作于星期一NH2OH(Hyd
29、roxylamineHA羟胺羟胺)C(i)A(a)HNHHOC(a)HAHNHHHOHNHHOHNHHOHNHHON H第57页，讲稿共77张，创作于星期一3、嵌合剂的致突变作用、嵌合剂的致突变作用吖啶橙吖啶橙(Acridine Orange AO)扁平染料分子扁平染料分子溴化乙锭溴化乙锭(Ethidium Bromide EB)-ATTTTTCG-TAAAAAGC-ATTTCG-TAAAGC-TAOT-ATEBTTTTCG-TA分子插入分子插入AOEB-ATTTCG-TAAAGC-ATXTTTTCG-TAXAAAAGC-XAAAAGC-结果产生移框突变结果产生移框突变第58页，讲稿共77张，
30、创作于星期一5、增变基因（增变基因（mutatorgene）w.t.维持遗传的稳定性维持遗传的稳定性mut.随机引起其他各类基因的突变随机引起其他各类基因的突变4、转转座成分的致突座成分的致突变变作用作用生物体内有些基因与整个基因组的突变频率直接相关生物体内有些基因与整个基因组的突变频率直接相关其突变时，整个基因组的突变频率明显上升其突变时，整个基因组的突变频率明显上升第59页，讲稿共77张，创作于星期一增变基因类别：增变基因类别：a、DNApolymerase相关基因相关基因35校正功能突变校正功能突变b、错配修复系统的基因、错配修复系统的基因MCE(mismatchcorrectionen
31、zyme)c、DNA损伤修复系统基因损伤修复系统基因错配，损伤修复功能丧失错配，损伤修复功能丧失突变率升高突变率升高第60页，讲稿共77张，创作于星期一6、紫外、紫外线线的致突的致突变变作用作用-嘧啶二聚体嘧啶二聚体(TTdimer)U.V.C T T A第61页，讲稿共77张，创作于星期一脱氨氧化脱氨氧化 U.V.CU A(a)U.V.U.V.H2O H+OH-C(a)C(i)A(a)脱嘌呤脱嘌呤造造成成的的突突变变：碱碱基基替替代代、缺缺失失、重重复复、移移框框第62页，讲稿共77张，创作于星期一7、突变热点（突变热点（Mutation Hotpoint）基因自发突变的频率是一定的基因自发
32、突变的频率是一定的DNA分子上某些位点的突变频率大大平均数，这分子上某些位点的突变频率大大平均数，这样的位点称为样的位点称为第63页，讲稿共77张，创作于星期一a)重复序列重复序列（repetitiveseq.）/palindromicseq.e.g.Lac.Operon-CTGGCTGGCTGG-b)m5Cc)不同诱变剂作用位点不同，转座子插入位点不同不同诱变剂作用位点不同，转座子插入位点不同UCm5CT脱氨氧化脱氨氧化复制时，模板与新生链间滑动错配复制时，模板与新生链间滑动错配缺失，插入突变缺失，插入突变复制期发生在新生链上不发生突变，复制期发生在新生链上不发生突变，若发生在模板链上很快突
33、变若发生在模板链上很快突变非复制期突变频率非复制期突变频率50第64页，讲稿共77张，创作于星期一DNA 的损伤修复与突变的损伤修复与突变Mutagen(诱变剂）诱变剂）完全修复完全修复DNA损伤损伤碱基的化学反应碱基的化学反应损伤的修复损伤的修复突变突变突变生成突变生成第65页，讲稿共77张，创作于星期一转位因子转位因子第66页，讲稿共77张，创作于星期一转位因子转位因子转位因子转位因子转位因子（转位因子（转位因子（转位因子（transposableelementtransposableelement）即可移动的基因成分（可移动基即可移动的基因成分（可移动基因，因，movablegenemo
34、b），是指能够在一个），是指能够在一个DNA分子内部或两上分子内部或两上DNA分子之间移动的分子之间移动的DNA片段。在细菌中指在质粒和染色体之间片段。在细菌中指在质粒和染色体之间或在质粒和质粒之间移动的或在质粒和质粒之间移动的DNA片段（文献上有时形象地称其为是片段（文献上有时形象地称其为是跳跃基因跳跃基因，jumpinggene）。转位也是）。转位也是DNA重组的一种形式。重组的一种形式。第67页，讲稿共77张，创作于星期一移动基因最早由美国冷泉港实验室（移动基因最早由美国冷泉港实验室（coldspringHarborLaboratory）的女科学家的女科学家B.MClintock于上个世
35、纪于上个世纪40年代晚期在玉米中首次发现的。年代晚期在玉米中首次发现的。60年代，为年代，为J.A.Shapirc研究大肠杆菌高效突变实验证实。研究大肠杆菌高效突变实验证实。1983年荣获诺贝年荣获诺贝尔生物学医学奖。尔生物学医学奖。第68页，讲稿共77张，创作于星期一（一）转位因子的种类及特征（一）转位因子的种类及特征细菌的转位因子包插入序列，转座子及可转座的噬菌体。细菌的转位因子包插入序列，转座子及可转座的噬菌体。1.插入序列（插入序列（insertionsequence,IS）IS的形体图的形体图TSTransposase geneTSIRIRTS target site靶位点靶位点Tr
36、ansposase gene 转位酶基因转位酶基因IR inverted repeated 反向（倒转反向（倒转重复顺序）重复顺序）第69页，讲稿共77张，创作于星期一（1）ISIS是一类较小的转位因子是一类较小的转位因子是一类较小的转位因子是一类较小的转位因子，长度约，长度约700-2000bp，按发现顺序，按发现顺序IS1、IS2命名，命名，只携带转移的必需基因，不含有其它偏码蛋白质结构基因，本身只携带转移的必需基因，不含有其它偏码蛋白质结构基因，本身没有表型效应。没有表型效应。（2）ISIS两侧为反向（倒转）重复顺序（两侧为反向（倒转）重复顺序（两侧为反向（倒转）重复顺序（两侧为反向（倒
37、转）重复顺序（IR,16-41bpIR,16-41bp），中间为转位酶），中间为转位酶），中间为转位酶），中间为转位酶基因基因基因基因.（3）ISIS到处活动，到处活动，到处活动，到处活动，可以插入到可以插入到E.coli染色体的各个位置上，也可以插染色体的各个位置上，也可以插入到质粒和某些噬菌体基因组上，甚至同一基因不同位点上。这入到质粒和某些噬菌体基因组上，甚至同一基因不同位点上。这种插入作用可以双向进行，可以是正向，也可以是反向插入种插入作用可以双向进行，可以是正向，也可以是反向插入IS这种这种移动方式称为转位作用（移动方式称为转位作用（transposition）。）。（4）在一个世代
38、的细菌中有在一个世代的细菌中有在一个世代的细菌中有在一个世代的细菌中有1 1次插入。次插入。次插入。次插入。*IR（反向倒转重复序列）：（反向倒转重复序列）：GGAAGGT、ACCTTCCCTTCCA、TGGAAGG第70页，讲稿共77张，创作于星期一2.转座子（转座子（transposon,Tn）(1)Tn是一类较大的可移动成分，除是一类较大的可移动成分，除mobgene外，尚含有其它基因，如外，尚含有其它基因，如抗药基因等。抗药基因等。Tn是在研究抗药基因中发现的，由此知道抗药基因可在是在研究抗药基因中发现的，由此知道抗药基因可在质粒之间，质粒与染色体之间或质粒与可转座的噬菌体之间来回移动
39、，质粒之间，质粒与染色体之间或质粒与可转座的噬菌体之间来回移动，Tn的转位原理和的转位原理和Is基本相同，转位频率为基本相同，转位频率为10-310-6/拷贝。拷贝。(2)根据结构特征的不同，根据结构特征的不同，Tn可以分为可以分为2个亚类：个亚类：复合型复合型Tn:转座酶由转座酶由IS编码，编码，IS可以是反向（或正可以是反向（或正向）重复构型。向）重复构型。TnA:数个结构基因（数个结构基因（mob、mdr等）十等）十IR组成。组成。Structural genesIRIRStructural geneIS1IS1第71页，讲稿共77张，创作于星期一3.可转座的噬菌体（可转座的噬菌体（tr
40、ansposablephage）(1)包括包括包括包括MuMu和和和和D108D108两种噬菌体，是一类温和噬菌体两种噬菌体，是一类温和噬菌体*。(2)感染细菌后，可以整合到细菌染色体中，插入位点是随机的感染细菌后，可以整合到细菌染色体中，插入位点是随机的（而入（而入phage插入位点是专一的），可以插到结构基因内部，引起突插入位点是专一的），可以插到结构基因内部，引起突变，变，Mu即即Mutator(突变子突变子)因此得名。因此得名。(3)插入部位的插入部位的2侧有短的侧有短的DR，插入时，一个拷贝留在原位，新合成，插入时，一个拷贝留在原位，新合成的拷贝插入新的部位。的拷贝插入新的部位。(4
41、)和和IS，Tn相比，相比，Mu末端不含末端不含IR，这是可转座成分的一个例外。，这是可转座成分的一个例外。第72页，讲稿共77张，创作于星期一*噬菌体（噬菌体（phage）是侵袭细菌的病毒，主要由蛋白质和核酸组成。是侵袭细菌的病毒，主要由蛋白质和核酸组成。噬菌的生活周期分为噬菌的生活周期分为溶菌周期和溶菌周期和溶原周期。溶原周期。溶原性噬菌体（温和噬菌体）溶原性噬菌体（温和噬菌体）宿主菌宿主菌将自身将自身DNA整合到细菌染色体整合到细菌染色体中中和细菌染色体一起复制和细菌染色体一起复制随细菌增殖传到细菌子代中去，不产生子代随细菌增殖传到细菌子代中去，不产生子代Phage.第73页，讲稿共77
42、张，创作于星期一（二）转位的遗传效应（二）转位的遗传效应1.基因重排基因重排可能产生可能产生1个新的蛋白分子等，基因重排是进化的动力。个新的蛋白分子等，基因重排是进化的动力。2.基因突变基因突变插入到基因内部，可引起插入失活。插入到基因内部，可引起插入失活。3.插入位点引入新的基因插入位点引入新的基因如引进抗药基因。如引进抗药基因。第74页，讲稿共77张，创作于星期一名词解释 移框突变移框突变 无义突变无义突变 错义突变错义突变 增变基因增变基因 自己自己DNA DNA 突变热点突变热点问答题：1 1、常见的无义、错义、移框突变的抑制突变的机制如何。、常见的无义、错义、移框突变的抑制突变的机制如何。2 2、mm5C突变热点形成的原因。突变热点形成的原因。3、错配修复酶的主要功能及作用机制。4 4、尿嘧啶、尿嘧啶N糖苷酶系统修复碱基来源及修复机制。糖苷酶系统修复碱基来源及修复机制。5 5、核苷酸切除修复和重组修复的修复时期及简单过程。、核苷酸切除修复和重组修复的修复时期及简单过程。6 6、举例说明增变基因增加突变的原因？、举例说明增变基因增加突变的原因？第75页，讲稿共77张，创作于星期一本章结束本章结束!第76页，讲稿共77张，创作于星期一感感谢谢大大家家观观看看第77页，讲稿共77张，创作于星期一