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1、医医 学学 遗遗 传传 学学第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础DNA是是遗遗传传信信息息的的载载体体，遗遗传传信信息息编编码码在在DNA分分子子的的核核苷苷酸酸序序列列中中，它它以以化化学学键键的的形形式式存存在在于于染染色色体体上上。在在人人类类，DNA通过生殖细胞从亲代向子代传递。通过生殖细胞从亲代向子代传递。遗传分子基础第一节第一节 DNA的分子结构与特征的分子结构与特征遗传分子基础遗传分子基础DNA分子及其结构分子及其结构DNADNA是是是是一一一一种种种种双双双双螺螺螺螺旋旋旋旋的的的的生生生生物物物物大大大大分分分分子子子子，其其其其基基基基本本本本组组组组成成成成单单单单
2、位位位位是是是是单单单单核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸，每每每每个个个个DNADNA分分分分子子子子都都都都是是是是由由由由许许许许许许许许多多多多多的核苷酸组成的多聚体。多的核苷酸组成的多聚体。多的核苷酸组成的多聚体。多的核苷酸组成的多聚体。vvDNADNA分子的组成和一级结构分子的组成和一级结构分子的组成和一级结构分子的组成和一级结构遗传分子基础核酸的组成成分核酸的组成成分核酸核酸核酸核酸 nucleic acid nucleic acid核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸 nucleotide nucleotide核苷核苷核苷核苷 nucleoside nucleoside磷酸磷酸磷酸磷酸 phosph
3、ate phosphate碱基碱基碱基碱基 base base戊糖戊糖戊糖戊糖 amyl sugar amyl sugar嘌呤嘌呤 purine嘧啶嘧啶 pyrimidine核糖核糖核糖核糖 ribose ribose 脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖 deoxyribose deoxyribose遗传分子基础碱碱 基基vv嘌呤（嘌呤（嘌呤（嘌呤（purinepurine）腺嘌呤腺嘌呤(adenine，A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine，G)遗传分子基础碱碱 基基vv嘧啶（嘧啶（嘧啶（嘧啶（pyrimidinepyrimidine）尿嘧啶尿嘧啶(uracil，U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine
4、，T)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine，C)遗传分子基础vvDNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构DNA分子及其结构分子及其结构19531953年，年，年，年，WatsonWatson和和和和CrickCrick提出提出提出提出遗传分子基础vvDNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构DNA分子及其结构分子及其结构OODNA(deoxyribonucleic acid)DNA(deoxyribonucleic acid)核酸的核酸的基本单位基本单位单核苷酸单核苷酸nucleotide戊糖戊糖 脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸碱基碱基嘧啶：嘧啶：嘌呤：嘌呤：遗传分子
5、基础vvDNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构DNA分子及其结构分子及其结构OO核苷核苷核苷核苷(ribonucleosideribonucleoside)的形成的形成的形成的形成碱碱碱碱基基基基和和和和核核核核糖糖糖糖（脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核糖糖糖糖）通通通通过过过过糖糖糖糖苷苷苷苷键键键键连连连连接接接接形形形形成成成成核核核核苷苷苷苷（脱氧核苷）。（脱氧核苷）。（脱氧核苷）。（脱氧核苷）。核苷：核苷：AR,GR,UR,CR脱氧核苷：脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR1 1遗传分子基础vvDNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构DNA分子及
6、其结构分子及其结构OO核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸(ribonucleotideribonucleotide)的形成的形成的形成的形成核核核核苷苷苷苷(脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核苷苷苷苷)和和和和磷磷磷磷酸酸酸酸以以以以磷磷磷磷酸酸酸酸二二二二酯酯酯酯键键键键连连连连接接接接形形形形成成成成核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸)脱脱脱脱氧核苷酸氧核苷酸氧核苷酸氧核苷酸)。核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP遗传分子基础35磷酸二酯键磷酸二酯键53遗传分子基础vvDNADNA双螺旋模型特点双螺旋模型特点双螺旋模型特点双螺旋模型特点DNA分子及
7、其结构分子及其结构O两两条条反反向向平平行行的的多多聚聚核核苷苷酸酸链链沿沿一一个个假假设设的的中中心心轴右旋相互盘绕而形成。轴右旋相互盘绕而形成。O磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖单单位位作作为为不不变变的的骨骨架架组组成成位位于于外外侧，作为可变成分的碱基位于内侧。侧，作为可变成分的碱基位于内侧。O链间碱基按链间碱基按A-T，G-C配对（碱基配对原则）。配对（碱基配对原则）。O螺螺旋旋直直径径2nm，相相邻邻碱碱基基平平面面垂垂直直距距离离0.34nm，螺螺旋旋结结构构每每隔隔10个个碱碱基基对对（base pair，bp）重重复复一次，间隔为一次，间隔为3.4 nm遗传分子基础vvDNADN
8、A双螺旋结构稳定因素双螺旋结构稳定因素双螺旋结构稳定因素双螺旋结构稳定因素DNA分子及其结构分子及其结构O氢键氢键 O碱基堆集力碱基堆集力 O磷磷酸酸基基上上的的负负电电荷荷被被胞胞内内组组蛋蛋白白或或正正离离子子中和中和O碱基处于疏水环境中碱基处于疏水环境中遗传分子基础细胞内遗传物质细胞内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式作作为为遗遗传传物物质质载载体体的的染染色色体体，主主要要化化学学组组成成包包括括脱脱氧氧核核糖糖核核酸酸(DNA)，组组蛋蛋白白，非非组组蛋蛋白白和和少少量量的的RNA(chromatin RNA，cRNA)，在在各各成成分分含含量量的的比比较较中中发发现现，DN
9、A和和组组蛋蛋白白的的含含量量接接近近1:1，比比值值相相对对稳稳定定，而而非非组组蛋蛋白白和和cRNA的的含含量量常常有有较较大大变变化化，一一般般是是随随细细胞的生理状态的不同而发生改变。胞的生理状态的不同而发生改变。遗传分子基础细胞内遗传物质细胞内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式人人类类每每个个体体细细胞胞内内含含有有两两个个染染色色体体组组，每每个个染染色色体体组组的的DNA构构成成一一个个基基因因组组(genome)，每每个个基因组的基因组的DNA含有含有3.2109 bp。遗传分子基础vv单一序列单一序列单一序列单一序列(unique sequence)(unique s
10、equence)vv重复序列重复序列重复序列重复序列(repetitive sequence)(repetitive sequence)vv多基因家族多基因家族多基因家族多基因家族(multigenemultigene family)family)vv假基因假基因假基因假基因(pseudogenepseudogene)细胞内遗传物质细胞内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式遗传分子基础vv单一序列单一序列单一序列单一序列(unique sequence)(unique sequence)在在人人类类基基因因组组中中约约占占DNA的的10%，是是单单拷拷贝贝的的单单一一序序列列，在在一一个
11、个基基因因组组中中只只出出现现一一次次或或者者几几次次。它它们们主主要要构构成成编编码码蛋蛋白白质质或或酶酶的的基基因因，称称为为结构基因结构基因(structure gene)。vv重复序列重复序列重复序列重复序列(repetitive sequence)(repetitive sequence)细胞内遗传物质细胞内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式遗传分子基础是是指指一一个个基基因因组组中中存存在在有有多多个个拷拷贝贝的的DNA序序列列，约约占占人人类类基基因因组组的的90%，这这些些重重复复序序列列对对于于维维持持染染色色体体的的结结构构和和稳稳定定、参参与与减减数数分分裂裂时时
12、同同源源染染色色体体的的联联会会配配对对，甚甚至至对对基基因因功功能能的的调调节节具具有有重要的作用。重要的作用。重复序列重复序列vv高度重复序列高度重复序列高度重复序列高度重复序列(highly repetitive sequence)(highly repetitive sequence)由由很很短短的的碱碱基基序序列列(200 bp)组组成成，重重复复频频率率很很高高，可可以以达达106以以上上，分分散散在在基基因因组组中中，占占基因组的基因组的10%30%。高高度度重重复复顺顺序序主主要要功功能能为为参参与与维维持持染染色色体体的的结结构构，如如构构成成着着丝丝粒粒、端端粒粒等等间间隔
13、隔结结构构基基因因并参与减数分裂时染色体的配对并参与减数分裂时染色体的配对。遗传分子基础重复序列重复序列vv中度重复序列中度重复序列中度重复序列中度重复序列(intermediate repetitive sequence)(intermediate repetitive sequence)在在人人类类基基因因组组内内散散在在或或成成簇簇存存在在的的、长长度度大大于于300 bp的的一一些些顺顺序序，约约占占基基因因组组总总DNA的的30%。O短分散元件短分散元件(SINE)：Alu家族家族(Alu family)O长分散元件长分散元件(LINE)：Kpn家族家族遗传分子基础细胞内遗传物质细胞
14、内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式遗传分子基础vv多基因家族多基因家族多基因家族多基因家族(multigenemultigene family)family)指指由由一一个个祖祖先先基基因因(ancestral gene)经经过过重重复复和和变变异异所所产产生生的的一一组组来来源源相相同同、结结构构相相似似、功功能相关的基因。能相关的基因。遗传分子基础vv两种类型两种类型两种类型两种类型多基因家族多基因家族基基基基因因因因家家家家族族族族的的的的各各各各个个个个成成成成员员员员具具具具有有有有几几几几乎乎乎乎相相相相同同同同的的的的碱碱碱碱基基基基顺顺顺顺序序序序，串串串串联联联联排
15、排排排列列列列集集集集中中中中在在在在一一一一条条条条染染染染色色色色体体体体上上上上，称称称称为为为为基基基基因因因因簇簇簇簇(gene(gene cluster)cluster)，同同同同时时时时发发发发挥挥挥挥作作作作用用用用，合合合合成成成成某某某某些些些些蛋白质。蛋白质。蛋白质。蛋白质。一一一一个个个个基基基基因因因因家家家家族族族族分分分分为为为为若若若若干干干干群群群群，成成成成簇簇簇簇地地地地分分分分布布布布在在在在几几几几条条条条不不不不同同同同的的的的染染染染色色色色体体体体上上上上，编编编编码码码码序序序序列列列列虽虽虽虽有有有有差差差差异异异异，但但但但编码的是一组功能
16、上密切相关的蛋白质编码的是一组功能上密切相关的蛋白质编码的是一组功能上密切相关的蛋白质编码的是一组功能上密切相关的蛋白质 。细胞内遗传物质细胞内遗传物质DNA分子的存在形式分子的存在形式遗传分子基础vv假基因假基因假基因假基因(pseudogenepseudogene)在在多多基基因因家家族族中中，有有些些成成员员不不具具有有任任何何功功能能，这这些些基基因因被被称称为为假假基基因因。假假基基因因是是一一种种核核苷苷酸酸序序列列同同相相应应的的正正常常基基因因基基本本相相同同，但但不不能能合合成成功功能能蛋白质的失活基因，常用符号蛋白质的失活基因，常用符号表示。表示。第第二二节节 遗遗传传的的
17、基基本本单单位位基因结构及其功能基因结构及其功能 遗传分子基础遗传分子基础遗传分子基础vv基因基因基因基因(gene)(gene)遗传的基本单位遗传的基本单位基因基因基基基基因因因因是是是是合合合合成成成成一一一一种种种种有有有有功功功功能能能能的的的的多多多多肽肽肽肽链链链链或或或或者者者者RNARNA分子所必需的一段完整的分子所必需的一段完整的分子所必需的一段完整的分子所必需的一段完整的DNADNA序列。序列。序列。序列。O产物类别：产物类别：蛋白质基因蛋白质基因和和RNA基因基因O产物功能：产物功能：结构基因结构基因和和调节基因调节基因遗传分子基础vv断裂基因断裂基因断裂基因断裂基因(s
18、plit gene)(split gene)真核生物基因的分子结构特征真核生物基因的分子结构特征 E1E2E3I1I2ExonExonIntronIntronGT-AG lawGT-AG law遗传分子基础vv侧翼序列侧翼序列侧翼序列侧翼序列(flanking sequence)(flanking sequence)真核生物基因的分子结构特征真核生物基因的分子结构特征 CAAT boxGC boxTATATATA box boxExonExonIntronIntronO启动子启动子(promoter)CAAT boxGC boxEnhancerTATATATA box boxExonExonI
19、ntronIntron遗传分子基础vv侧翼序列侧翼序列侧翼序列侧翼序列(flanking sequence)(flanking sequence)真核生物基因的分子结构特征真核生物基因的分子结构特征 O增强子增强子(enhancer)CAAT boxGC boxAATAAAEnhancerTATATATA box boxExonExonIntronIntron遗传分子基础vv侧翼序列侧翼序列侧翼序列侧翼序列(flanking sequence)(flanking sequence)真核生物基因的分子结构特征真核生物基因的分子结构特征 O终止子终止子(terminator)第三节第三节 DNA复
20、制复制遗传分子基础遗传分子基础遗传分子基础vvDNADNA复制复制复制复制(replication)(replication)DNA复制复制 DNADNA分分分分子子子子合合合合成成成成一一一一个个个个与与与与自自自自己己己己相相相相同同同同的的的的DNADNA分分分分子子子子的的的的过过过过程程程程。其其其其结结结结果果果果DNADNA含量增加一倍。含量增加一倍。含量增加一倍。含量增加一倍。ATGCCGTAA-TA-TATCGG-C G-CA-TTAATGCTACGTAA-TA-TATCGGCG-C遗传分子基础vv半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制DNA复制复制 O复制子复制子(rep
21、licon)O复制叉复制叉(replication fork)T AATGCTACGTAA-TA-TATCGGCG-CT AT AA T C GG CT AT AAACGCTTGCG遗传分子基础DNA复制复制 O复制子复制子(replicon)O复制叉复制叉(replication fork)T AATGCTACGTAA-TA-TATCGGCG-CT AT AA T C GG CT AT AAACGCTTGCGC GG CA TA TAACGCTTGCGvv半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制 遗传分子基础DNA复制复制 O复制子复制子(replicon)O复制叉复制叉(replicati
22、on fork)vv半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制 T AATGCTACGTAA-TA-TATCGGCG-CATG-CAAA-TA-TATCGCGG-CGCA-TTTATG-CCGA-TA-TATCGG-CGCA-T遗传分子基础DNA复制复制 vv复制半不连续性复制半不连续性复制半不连续性复制半不连续性 3 3 5 5 5 5 3 3 3 3 5 5 5 5 3 3 遗传分子基础DNA复制复制 vv复制半不连续性复制半不连续性复制半不连续性复制半不连续性 前导链前导链前导链前导链 岗崎片段岗崎片段岗崎片段岗崎片段后随链后随链后随链后随链 复制叉复制叉复制子复制子第四节第四节 基因表达
23、基因表达遗传分子基础遗传分子基础遗传分子基础基因表达基因表达基基基基因因因因的的的的表表表表达达达达(expression)(expression)是是是是DNADNA分分分分子子子子中中中中所所所所蕴蕴蕴蕴藏藏藏藏的的的的遗遗遗遗传传传传信信信信息息息息通通通通过过过过转转转转录录录录和和和和翻翻翻翻译译译译形形形形成成成成具具具具有有有有生生生生物物物物活活活活性性性性的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质或或或或通通通通过过过过转转转转录录录录形形形形成成成成RNARNA发发发发挥挥挥挥功功功功能作用的过程。能作用的过程。能作用的过程。能作用的过程。遗传分子基础基因表达基因表达在在在在原原原原
24、核核核核生生生生物物物物中中中中，转转转转录录录录和和和和翻翻翻翻译译译译两两两两个个个个过过过过程程程程是是是是同同同同步步步步进进进进行行行行的的的的，随随随随着着着着mRNAmRNA的的的的转转转转录录录录，核核核核糖糖糖糖体体体体即即即即与与与与之之之之结结结结合合合合，随随随随着着着着mRNAmRNA的的的的逐逐逐逐渐渐渐渐加加加加长长长长而而而而与与与与核核核核糖糖糖糖体体体体相相相相结结结结合合合合成成成成多多多多聚聚聚聚核核核核糖糖糖糖体体体体，并并并并进进进进行行行行翻翻翻翻译译译译产产产产生生生生蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质。在在在在真真真真核核核核生生生生物物物物中中中中，结
25、结结结构构构构基基基基因因因因的的的的转转转转录录录录和和和和翻翻翻翻译译译译是是是是在在在在不不不不同同同同的时间，不同的地点进行的。的时间，不同的地点进行的。的时间，不同的地点进行的。的时间，不同的地点进行的。vv遗传信息的传递遗传信息的传递遗传信息的传递遗传信息的传递 遗传分子基础基因表达基因表达逆转录逆转录逆转录逆转录DNADNARNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质复制复制复制复制转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译复制复制复制复制O信息流信息流(information flow)中心法则中心法则中心法则中心法则遗传分子基础基因表达基因表达转转转转录录录录(transcription)(t
26、ranscription)是是是是指指指指按按按按照照照照基基基基因因因因的的的的核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸顺顺顺顺序序序序合合合合成成成成mRNAmRNA分分分分子子子子的的的的过过过过程程程程，是是是是基基基基因因因因表表表表达达达达的的的的第第第第一一一一步步步步。真真真真核核核核生生生生物物物物基基基基因因因因的的的的转转转转录录录录是是是是在在在在细细细细胞胞胞胞核核核核中中中中进行的。进行的。进行的。进行的。vv基因的转录基因的转录基因的转录基因的转录 遗传分子基础基因表达基因表达转转转转录录录录以以以以DNADNA反反反反编编编编码码码码链链链链为为为为模模模模板板板板，从从从从转
27、转转转录录录录起起起起始始始始点点点点开开开开始始始始，以以以以碱碱碱碱基基基基互互互互补补补补的的的的方方方方式式式式合合合合成成成成一一一一个个个个RNARNA分分分分子子子子，称称称称为为为为核核核核内内内内异异异异质质质质RNA(hnRNA)RNA(hnRNA)，它它它它包包包包括括括括外外外外显显显显子子子子、内内内内含含含含子子子子和和和和部部部部分分分分侧侧侧侧翼翼翼翼顺顺顺顺序序序序。hnRNAhnRNA要要要要经经经经过过过过戴戴戴戴帽帽帽帽、剪剪剪剪接接接接、加加加加尾尾尾尾等等等等加加加加工工工工过过过过程程程程才才才才能能能能形形形形成成成成成成成成熟熟熟熟的的的的mR
28、NAmRNA。vv基因的转录基因的转录基因的转录基因的转录 遗传分子基础hnRNA加工加工vv剪接剪接剪接剪接(splicing)(splicing)OGT-AG法则法则OAT-AC内含子内含子 O选择性剪接选择性剪接(alternative splicing)遗传分子基础hnRNA加工加工vv戴帽戴帽戴帽戴帽(ca(capping)pping)遗传分子基础hnRNA加工加工vv戴帽戴帽戴帽戴帽(ca(capping)pping)O戴帽可以有效地封闭戴帽可以有效地封闭RNA 5 末端末端O戴戴帽帽使使mRNA的的5 末末端端得得以以保保护护，使使其其不再接加核苷酸不再接加核苷酸O戴戴帽帽使使m
29、RNA能能够够被被核核糖糖体体的的小小亚亚基基识识别，并与之结合而进行翻译别，并与之结合而进行翻译遗传分子基础hnRNA加工加工vv加尾加尾加尾加尾(tail(tailing)ing)多聚腺苷酸化多聚腺苷酸化(polyadenylation)反应反应OPoly A尾尾可可以以保保持持mRNA的的3 末末端端稳稳定定，不受酶的破坏不受酶的破坏OPoly A尾尾可可以以促促使使mRNA由由细细胞胞核核转转运运到细胞质中到细胞质中 第五节第五节 遗传变异分子基础遗传变异分子基础突变突变 遗传分子基础遗传分子基础遗传分子基础基因突变概念基因突变概念vv基因突变基因突变基因突变基因突变(gene mut
30、ation)(gene mutation)指指指指DNADNA分分分分子子子子中中中中的的的的核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸顺顺顺顺序序序序发发发发生生生生改改改改变变变变，导导导导致致致致遗遗遗遗传传传传密密密密码码码码编编编编码码码码信信信信息息息息改改改改变变变变，造造造造成成成成基基基基因因因因的的的的表表表表达达达达产产产产物物物物蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸变变变变化化化化，从从从从而而而而引引引引起起起起表表表表型型型型的的的的改改改改变变变变。基基基基因因因因突突突突变变变变普普普普遍遍遍遍存存存存在在在在于于于于自自自自然然然然界界界界中中中中，任任任任
31、何何何何生物其基因都会以一定的频率发生突变。生物其基因都会以一定的频率发生突变。生物其基因都会以一定的频率发生突变。生物其基因都会以一定的频率发生突变。遗传分子基础基因突变概念基因突变概念vv基因突变基因突变基因突变基因突变(gene mutation)(gene mutation)O点点突突变变(point mutation)：基基因因(DNA链链)中一个或一对碱基改变。中一个或一对碱基改变。O突突变变基基因因(mutant gene)：基基因因突突变变后后在在原有座位上出现的新基因。原有座位上出现的新基因。遗传分子基础基因突变概念基因突变概念vv基因突变基因突变基因突变基因突变(gene
32、mutation)(gene mutation)O体细胞突变体细胞突变(somatic mutation)O生殖细胞突变生殖细胞突变O野生型野生型(wild type)O突变型突变型(mutant)遗传分子基础诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素vv自发突变自发突变自发突变自发突变(spontaneous mutation)(spontaneous mutation)也也也也称称称称自自自自然然然然突突突突变变变变，即即即即在在在在自自自自然然然然条条条条件件件件下下下下，细细细细胞胞胞胞在在在在正正正正常常常常生生生生活活活活过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的，或或或或受受受受
33、环环环环境境境境随随随随机机机机作作作作用用用用而而而而发生的。发生的。发生的。发生的。vv诱发突变诱发突变诱发突变诱发突变(induced mutation)(induced mutation)在在在在诱变剂诱变剂诱变剂诱变剂(mutagen)(mutagen)的作用下发生的。的作用下发生的。的作用下发生的。的作用下发生的。遗传分子基础基因突变的分子机制基因突变的分子机制vv点突变点突变点突变点突变(point mutation)mutation)DNADNA分分分分子子子子中中中中一一一一个个个个碱碱碱碱基基基基对对对对被被被被另另另另一一一一个个个个不不不不同同同同的的的的碱碱碱碱基基基
34、基对对对对所所所所替替替替代代代代，也也也也称称称称碱碱碱碱基基基基替替替替换换换换，是是是是DNADNA分分分分子子子子中发生的单个碱基的改变。中发生的单个碱基的改变。中发生的单个碱基的改变。中发生的单个碱基的改变。O转换转换(transition)O颠换颠换(transversion)TGCA遗传分子基础基因突变的分子机制基因突变的分子机制vv点突变点突变点突变点突变(point mutation)mutation)O同义突变同义突变(same sense mutation)O无义突变无义突变(nonsense mutation)O错义突变错义突变(missense mutation)O终
35、止密码突变终止密码突变(termination codon mutation)O调控序列突变调控序列突变O内含子与外显子剪辑点突变内含子与外显子剪辑点突变遗传分子基础基因突变分子机制基因突变分子机制vv移码突变移码突变移码突变移码突变(frame-shift mutation)(frame-shift mutation)指指指指DNADNA分分分分子子子子的的的的碱碱碱碱基基基基组组组组成成成成中中中中插插插插入入入入或或或或者者者者缺缺缺缺失失失失一一一一个个个个或或或或几几几几个个个个碱碱碱碱基基基基对对对对，造造造造成成成成在在在在插插插插入入入入或或或或缺缺缺缺失失失失的的的的那那那那
36、一一一一点以下的点以下的点以下的点以下的DNADNA编码全部发生改变。编码全部发生改变。编码全部发生改变。编码全部发生改变。遗传分子基础基因突变分子机制基因突变分子机制是是是是指指指指DNADNA链链链链中中中中某某某某些些些些小小小小片片片片段段段段的的的的碱碱碱碱基基基基序序序序列列列列发发发发生缺失、重复或重排。生缺失、重复或重排。生缺失、重复或重排。生缺失、重复或重排。vv片段突变片段突变片段突变片段突变O缺失缺失 O重复重复 O重排重排 遗传分子基础基因突变分子机制基因突变分子机制指指指指组组组组成成成成DNADNA分分分分子子子子中中中中的的的的核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸重重重重复复
37、复复序序序序列列列列拷拷拷拷贝贝贝贝数数数数发发发发生生生生不不不不同同同同程程程程度度度度的的的的扩扩扩扩增增增增，揭揭揭揭示示示示了了了了导导导导致致致致人人人人类类类类遗遗遗遗传病的一种新遗传成分和突变机制。传病的一种新遗传成分和突变机制。传病的一种新遗传成分和突变机制。传病的一种新遗传成分和突变机制。vv动态突变动态突变动态突变动态突变(dynamic mutationdynamic mutation)遗传分子基础基因突变分子机制基因突变分子机制vv基因突变与表型效应基因突变与表型效应基因突变与表型效应基因突变与表型效应O分子病分子病(molecular disease)O先先天天性性
38、代代谢谢缺缺陷陷(inborn errors of metabolism)或或遗传性代谢病遗传性代谢病(genetic metabolic disease)第六节第六节 DNA分子损伤修复分子损伤修复 遗传分子基础遗传分子基础遗传分子基础DNA分子损伤的修复分子损伤的修复 vv回复修复回复修复回复修复回复修复O光修复光修复(Photo-repair)O单链断裂的重接单链断裂的重接O碱基的直接插入碱基的直接插入O烷基的转移烷基的转移遗传分子基础基因突变的分子机制基因突变的分子机制vv切除修复切除修复切除修复切除修复(excision repair)(excision repair)对对对对多多多
39、多种种种种DNADNA损损损损伤伤伤伤包包包包括括括括碱碱碱碱基基基基脱脱脱脱落落落落形形形形成成成成的的的的无无无无碱碱碱碱基基基基位位位位点点点点、嘧嘧嘧嘧啶啶啶啶二二二二聚聚聚聚体体体体、碱碱碱碱基基基基烷烷烷烷基基基基化化化化、单单单单链链链链断断断断裂裂裂裂等等等等都都都都能能能能起起起起修修修修复复复复作作作作用用用用，是是是是修修修修复复复复DNADNA损损损损伤伤伤伤最最最最为为为为普普普普遍遍遍遍的的的的方方方方式式式式，也也也也是是是是人人人人体体体体细细细细胞胞胞胞主主主主要要要要的的的的DNADNA修修修修复复复复机制。机制。机制。机制。遗传分子基础DNA分子损伤的修复
40、分子损伤的修复 O由由核核酸酸酶酶识识别别DNA的的损损伤伤位位点点，在在损损伤伤部部位位的的5 端切开磷酸二酯键端切开磷酸二酯键O由由5 3 核酸外切酶将损伤的核酸外切酶将损伤的DNA片段切除片段切除O在在DNA聚聚合合酶酶的的催催化化下下，以以完完整整互互补补链链为为模模板板，按按5 3 方向合成方向合成DNA片段，填补切除空隙片段，填补切除空隙O由由DNA连连接接酶酶将将新新合合成成的的DNA片片段段与与原原来来的的DNA断链连接起来断链连接起来 vv切除修复切除修复切除修复切除修复(excision repair)(excision repair)遗传分子基础基因突变的分子机制基因突变
41、的分子机制vv重组修复重组修复重组修复重组修复(recombination repair)(recombination repair)O受受损损伤伤的的DNA链链复复制制时时，产产生生的的子子代代DNA在在损损伤伤的对应部位出现缺口的对应部位出现缺口O完完整整的的母母链链DNA与与有有缺缺口口的的子子链链DNA进进行行重重组组交交换换，将将母母链链DNA上上相相应应的的片片段段填填补补子子链链缺缺口口处处，而母链而母链DNA出现缺口出现缺口O以以另另一一条条子子链链DNA为为模模板板，经经DNA聚聚合合酶酶催催化化合合成成一一新新DNA片片段段填填补补母母链链DNA的的缺缺口口，最最后后由由D
42、NA连接酶连接，完成修补连接酶连接，完成修补 遗传分子基础基因突变的分子机制基因突变的分子机制vvSOSSOS修复修复修复修复是是是是指指指指DNADNA受受受受到到到到严严严严重重重重损损损损伤伤伤伤、细细细细胞胞胞胞处处处处于于于于危危危危急急急急状状状状态态态态时时时时所所所所诱诱诱诱导导导导的的的的一一一一种种种种DNADNA修修修修复复复复方方方方式式式式，修修修修复复复复结结结结果果果果只只只只是是是是能能能能维维维维持持持持基基基基因因因因组组组组的的的的完完完完整整整整性性性性，提提提提高高高高细细细细胞胞胞胞的的的的生生生生存存存存率率率率，但但但但留留留留下下下下的的的的错错错错误误误误较较较较多多多多，故故故故又又又又称称称称为为为为错错错错误误误误倾倾倾倾向向向向修修修修复复复复(error-prone(error-prone repair)repair)，使使使使细细细细胞胞胞胞有有有有较较较较高高高高的的的的突变率。突变率。突变率。突变率。