十章节突变和重组机理十章节突变和重组机理5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,BU)是胸腺嘧啶的结构类似物。ATATABUGBUATABUGCGCGBUABUABUGCGCAT 辐射的诱变作用紫外线（ultraviolet light，UV）：能使DNA产生两种光生成物环丁烷嘧啶光二聚体和6-4光生成物。胸腺嘧啶二聚体通常发生在同一DNA链上两个相临的胸腺嘧啶之间，也可发生在不同单链之间，这种二聚体是很稳定的。阻碍单链分开，影响复制复制在胸腺嘧啶对应处随意渗入碱基，引起突变。 黄曲霉素B1(aflatoxin B1,AFB1)在鸟嘌呤N-7位置上形成一个加成复合物进而产生无嘌呤位点。它要求SOS系统参与，SOS越过这些无嘌呤位点并在其对应处选择性插入腺嘌呤。A C G T AT G C A TAFB1A C T AT G C A T复制A C G T AT G C A TA C T AT G A A T复制A C T T AT G A A T 基因突变与氨基酸顺序同义突变(same sense mutation)：密码子发生改变，但所编码的氨基酸不变。错义突变(missense mutation)：DNA中碱基对替换，使mRNA的某一密码子改变，由它所编码的氨基酸不同。很多错义突变造成蛋白质的部分或完全失活，从而表现出突变性状。无义突变(nonsense mutation)：碱基替换改变了mRNA上的一个密码子，成为3个密码子UAG，UAA和UGA中的一个时，就出现无义突变。 突变热点(hot spots of mutation) 和增变基因(mutator genes)突变位点在基因内的分布并不是随机的，某些位点上突变型很多，其突变率大大高于平均数。这些位点就称为突变位点。形成突变位点的最主要原因是5-甲基胞嘧啶(MeC)的存在。 MeC诱变剂氧化脱氨T短的重复序列也容易形成突变热点。因为这些地方容易发生插入或缺失，这是由于DNA复制时发生模板链与新生链之间碱基配对的滑动造成的。增变基因(mutator genes)：基因组中某些基因的突变可使整个基因组的突变率明显上升，这类基因称为增变基因。增变基因主要有两类：DNA多聚酶的各个基因和Dam基因。DNA多聚酶基因突变多聚酶的35校对功能丧失或降低 dam基因突变错配修复功能丧失10.2 重组的分子基础10.2.1 非相互重组(non-reciprocal recombination)特点：1. 重组的产物不互补，遗传信息不对称交流。 2. 等位基因严重偏离孟德尔比率。基因转换(gene conversion)Neurospora 的 杂交子囊类型 子囊类型分裂类型MI MI MII MII MII MII非交换型交换型Neurospora 中 pdxp pdx 杂交，其中个子囊的结果孢子对第一对第二对第三对第四对子囊 pdxp pdx pdx pdx pdxp pdxp pdxp pdx pdx pdxp pdx pdx pdxpdxppdxpdxppdxpdxpdxpdxppdxppdxpdxp基因转变：在减数分裂过程中，一个等位基因转变为另一等位基因的现象。特征：具高保真性，即转换后的等位基因与转换者完全相同。转换事件往往与邻位的交换事件相伴而生。交换频率比转换频率高好几倍，且涉及到相同的染色单体。转换会提高相邻交换的负干涉系数。极性化分离。减数后分离(post-meiotic segregation)：其异常分离在重组过程中形成的杂合双链DNA分子没有得到及时较正，在随后有丝分裂中随着DNA复制和染色单体分裂所致。Olive等对粪生粪壳菌(soxdoria fimicola)的研究：gA ga如果染色体中每一条双链都是纯合互补，则减数分裂产生的 4 个子囊孢子再经一次有丝分裂产生的 8 个孢子不论是否发生重组都应当是相同的基因型成对排列。因此异常分离一定是有异源上链的存在。这种异常分离是有丝分裂的产物，故称为减数后分离。遗传重组的机制5.3.1 交叉型学说(chiasmatype theory)1909年由Janssens 提出5.3.2 模板选择假说(copy choice hypothesis)1955年由Lederberg提出特点：不主张交换是断裂、再接过程交换是断裂、再接的过程噬菌体DNAA品系+ +c miB品系复感染轻培养13C 和 15N 重标记12C 和 14N 轻标记裂解，密度梯度离心c +c mi+个体必定是通过两个标记基因之间发生交换而产生的。由于mi+位于标记轻链的末端所以重组后代的染色体大部分是是重标记。Holliday 模型(hybrid DNA model)Robin Holliday于1964年提出了重组的杂合DNA模型A Ba bA Ba bA Ba bA Ba bA Ba bABabABabABabABabABABababAbaB横切纵切A g+A g+a ga g 44正常分离未重组，无异源双链A g+a ga ga g+A g+A gA g+a ga g+A g+A g部分校正 53异常分离Half-chromatidconversionA g+a ga ga g+A g+A gA g+a ga g+A g+全部校正 62异常分离A g+a ga ga g+A g+A g未校正 44异常分离Chromatidconversion基因转变实质上是异源双链DNA错配的核苷酸对在修复校正过程中所发生的一个基因转变为他的等位基因的现象。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！26