Description:
WhenoneTFisactivated,itbindstoabiotin-labeledprobe,whichisdesignedbasedontheconsensusbindingsequenceoftheTF.Whentheformedcomplexissubjectedtoelectrophoresis,itrunsslowerthanthefreeprobe,andcanbeeasilydistinguished.Twoormoresamplescanbecomparedanddifferencescanbedeterminedbythedensityoftheshiftedband.Principle:
WhenoneTFisactivated,itbindstoabiotin-labeledprobe,whichisdesignedbasedontheconsensusbindingsequenceoftheTF.Whentheformedcomplexissubjectedtoelectrophoresis,itrunsslowerthanthefreeprobe,andcanbeeasilydistinguished.Twoormoresamplescanbecomparedanddifferencescanbedeterminedbythedensityoftheshiftedband.
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1个基因内部可以遗传的结构的改变。又称为点突变,通常可引起一定的表型变化。广义的突变包括染色体畸变。狭义的突变专指点突变。实际上畸变和点突变的界限并不明确,特别是微细的畸变更是如此。野生型基因通过突变成为突变型基因。突变型一词既指突变基因,也指具有这一突变基因的个体。
基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期;同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系,基因突变也是生物进化的重要因素之一,所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。基因突变为遗传学研究提供突变型,为育种工作提供素材,所以它还有科学研究和生产上的实际意义。
种类
基因突变可以是自发的也可以是诱发的。自发产生的基因突变型和诱发产生的基因突变型之间没有本质上的不同,基因突变诱变剂的作用也只是提高了基因的突变率。
按照表型效应,突变型可以区分为形态突变型、生化突变型以及致死突变型等。这样的区分并不涉及突变的本质,而且也不严格。因为形态的突变和致死的突变必然有它们的生物化学基础,所以严格地讲一切突变型都是生物化学突变型。根据碱基变化的情况,基因突变一般可分为碱基置换突变(base substitution和移码突变(frameshift mutation)两大类。
碱基置换突变(subsititution)
指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变,也称为点突变(point mutation)。点突变分转换和颠换两种形式。如果一种嘌呤被另一种嘌呤取代或一种嘧啶被另一种嘧啶取代则称为转换(transitioBU诱发的突变n)。嘌呤取代嘧啶或嘧啶取代嘌呤的突变则称为颠换(transversion)。由于DNA分子中有四种碱基,故可能出现4种转换和8种颠换。在自然发生的突变中,转换多于颠换。
碱基对的转换可由碱基类似物的掺入造成。例如,5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,BU)是一种与胸腺嘧啶类似的化合物,具有酮式和烯醇式
两种结构,且两者可以互变,一般酮式较易变为烯醇式。当DNA复制时,酮式BU代替了T,使A-T碱基对变为A-BU;第二次复制时,烯醇式BU能和G配对,故出现G-BU碱基对;第三次复制时,G和C配对,从而出现
G-C碱基对,这样,原来的A-T碱基对就变成G-C碱基对。
碱基对的转换也可由一些化学诱变剂诱变所致。例如,亚硝酸类能使胞嘧啶(C)氧化脱氨变成尿嘧啶(U),在下一 次复制中,U不与G配对,而与A配对;复制结果C-G变为T-A(见右图)。又如,烷化剂中的芥子气和硫酸二乙酯可使G发生乙基化,成为烷基化鸟嘌呤(mG),结果,mG不与C配对,而与T配对,经过复制,G-C变为A-T。
移码突变(translocation)
指DNA片段中某一位点插入或丢失一个或几个(非3或3的倍数)碱基对时,造成插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变。它可引起该位点以后的遗传信息都出现异常。发生了移码突变的基因在表达时可使组成多肽链的氨基酸序列发生改变,从而严重影响蛋白质或酶的结构与功能。吖啶类诱变剂如原黄素、吖黄素、吖啶橙等由于分子比较扁平,能插入到DNA分子的相邻碱基对之间。如在DNA复制前插入,会造成1个碱基对的插入;若在复制过程中插入,则会造成1个碱基对的缺失,两者的结果都引起移码突变。
缺失突变(deletion)
基因也可以因为较长片段的DNA的缺失而发生突变。缺失的范围如果包括两个基因,那么就好象两个基因同时发生突变,因此又称为多位点突变。由缺失造成的突变不会发生回复突变。所以严格地讲,缺失应属于染色体畸变。
插入突变(insertion)
一个基因的DNA中如果插入一段外来的DNA,那么它的结构便被破坏而导致突变。大肠杆菌的噬菌体Mu-1和一些插入顺序(IS)以及转座子(见转座因子)都是能够转移位置的遗传因子,当它们转移到某一基因中时,便使这一基因发生突变。许多转座子上带有抗药性基因,当它们转移到某一基因中时,一方面引起突变,另一方面使这一位置上出现一个抗药性基因。插入的DNA分子可以通过切离而失去,准确的切离可以使突变基因回复成为野生型基因。这一事件的出现频率并不由于诱变剂的处理而提高。
特性
不论是真核生物还是原核生物的突变,也不论是什么类型的突变,都具有随机性、低频性和可逆性等共同的特性。
普遍性
基因突变在自然界各物种中普遍存在。
随机性
T.H.摩尔根在饲养的许多红色复眼的果蝇中偶然发现了一只白色复眼的果蝇。这一事实说明基因突变的发生在时间上、在发生这一突变的个体上、在发生突变的基因上,都是随机的。以后在高等植物中所发现的无数突变都说明基因突变的随机性。在细菌中则情况远为复杂。在含有某一种药物的培养基中培养细菌时往往可以得到对于这一药物具有抗性的细菌,因此曾经认为细菌的抗药性的产生是药物引起的,是定向的适应而不是随机的突变。S.卢里亚和M.德尔布吕克在1943年首先用波动测验方法证明在大肠杆菌中的抗噬菌体细菌的出现和噬菌体的存在无关。J.莱德伯格等在1952年又用印影接种方法证实了这一论点。方法是把大量对于药物敏感的细菌涂在不含药物的培养基表面,把这上面生长起来的菌落用一块灭菌的丝绒作为接种工具印影接种到含有某种药物的培养基表面,使得两个培养皿上的菌落的位置都一一对应。根据后一培养基表面生长的个别菌落的位置,可以在前一培养皿上找到相对应的菌落。在许多情况下可以看到这些菌落具有抗药性。由于前一培养基是不含药的,因此这一实验结果非常直观地说明抗药性的出现不依赖于药物的存在,而是随机突变的结果,只不过是通过药物将它们检出而已。
稀有性
在第一个突变基因发现时,不是发现若干白色复眼果绳而是只发现一只,说明突变是极为稀有的,也就是说野生型基因以极低的突变率发生突变(一些有代表性的基因突变率见表)。在有性生殖的生物中,突变率用每一配子发生突变的概率,也就是用一定数目配子中的突变型配子数表示。在无性生殖的细菌中,突变率用每一细胞世代中每一细菌发生突变的概率,也就是用一定数目的细菌在分裂一次过程中发生突变的次数表示。据估计,在高等生物中,大约10^5~10^8个生殖细胞中,才会有1个生殖细胞发生基因突变。虽然基因突变的频率很低,但是当一个种群内有许多个体时,就有可能产生各种各样的随机突变,足以提供丰富的可遗传的变异。
可逆性
野生型基因经过突变成为突变型基因的过程称为正向突变。正向突变的稀有性说明野生型基因是一个比较稳定的结构。突变基因又可以通过突变而成为野生型基因,这一过程称为回复突变。从表中同样可以看到回复突变是难得发生的,说明突变基因也是一个比较稳定的结构。不过,正向突变率总是高于回复突变率,这是因为一个野生型基因内部的许多位置上的结构改变都可以导致基因突变,但是一个突变基因内部只有一个位置上的结构改变才能使它恢复原状。
少利多害性
一般基因突变会产生不利的影响,被淘汰或是死亡,但有极少数会使物种增强适应性。
不定向性
例如控制黑毛A基因可能突变为控制白毛的a+或控制绿毛的a-基因。
有益性
一般基因突变是有害的,但是有极为少数的是有益突变。例如一只鸟的嘴巴很短,突然突变变种后,嘴巴会变长,这样会容易捕捉食物或水。
解释了一个鸟的基因突变或进化后的明显区别
一般,基因突变后身体会发出抗体或其他修复体进
行自行修复。可是有一些突变是不可回转性的。突变可能导致立即死亡,也可以导致惨重后果,如器官无法正常运作,DNA严重受损,身体免疫力低下等。如果是
有益突变,可能会发生奇迹,如身体分泌中特殊变种细胞来保护器官,身体,或在一些没有受骨骼保护的部位长出骨骼。基因与DNA就像是每个人的身份证,可他
又是一个人的先知,因为它决定着身体的衰老、病变、死亡的时间。
独立性
某一基因位点的一个等位基因发生突变,不影响另一个等位基因,即等位基因中的两个基因不会同时发生突变。
①隐性突变:当代不表现,F2代表现。
②显性突变:当代表现,与原性状并存,形成镶嵌现象或嵌合体。
重演性
同一生物不同个体之间可以多次发生同样的突变。
应该:基突变发体细胞通性殖传给代.更确切些!
基突变代影响
①基突变发体细胞丝裂程通性殖传给代,通性繁殖传给代.
②基突变发精或卵细胞形减数裂程能通通性殖传给代.
基突变
根据基突变机体影响程度列几种情况:
1.变异轻微机体产察觉效应进化观点看种突变称性突变
2.造体物化组遗传差异差异般体并影响例血清蛋白类型、ABO血型、HLA类型及各种同工酶型某种情况发严重例同血型间输血同HLA型间同种移植产排斥反应等
3.能给体育能力存带定处例HbS突变基杂合比HbA纯合更能抗恶性疟疾利于体存
4.产遗传易性(genetic susceptibility).由于遗传素影响、或由于某种遗传缺陷、使其代理代谢具容易发某些疾病特性癌症、糖尿病、精神病、高血压、发性硬化症等
5.引起遗传性疾病导致体育能力降低寿命缩短包括基突变致蛋白质异病及遗传酶病据估计类50000结构基基座位处于杂合状态占18%健康至少带5-6处于杂合状态害突变些突变纯合状态产害
6.致死突变造死胎、自流产或夭折等展开
据统计,每年大约有600万人死于吸烟。多年来的研究也证实吸烟至少会增强17种癌症的风险。但是,科学界至今仍不清楚吸烟引发癌症的机制。
近日,《Science》的一篇文章显示,吸烟会使得直接和间接接触烟草的细胞发生突变,并提高发生癌变的风险。
研究人员调查分析了多个国家的17种癌症患者共约5243人的资料(2490位吸烟患者和1063位不抽烟患者)。发现有些基因的DNA会因为直接接触烟草烟雾而受到损伤。例如,烟草中致癌物——苯并芘化合物会诱导DNA的损伤和复制错误。还有一些基因会像时钟一样有规律的触发突变,而吸烟会加速这个“时钟”从而加速细胞内的突变。此外,研究人员通过计算显示,每天抽一盒烟的人,一年内会引起与肺癌、喉头癌、口腔癌相关基因的突变数量平均分别为150个、97个、23个。
基因突变常会被机体自然修复,使得突变不会大量累积,如果基因突变累积过多,则可能导致细胞癌变。由于吸烟容易引发大量基因的突变,因此,其致癌机制极其复杂。该研究结果再次证明戒烟对于预防各种癌症的重要性。
【文章来源】微信号:MedicalResearch
少量发任何期外界环境(辐射)损伤DNADNA自我修复修复能发突变
gene mutation
由于DNA发碱基增添、缺失或改变,引起基结构改变,叫做基突变.
1基内部遗传结构改变 .称点突变,通引起定表型变化 .广义突变包括染色体畸变.狭义突变专指点突变.实际畸变点突变界限并明确,特别微细畸变更.野型基通突变突变型基.突变型词既指突变基,指具突变基体.
基突变通发DNA复制期,即细胞裂间期,包括丝裂间期减数裂间期;同基突变脱氧核糖核酸复制、DNA损伤修复、癌变衰都关系,基突变物进化重要素,所研究基突变除本身理论意义外广泛物意义.基突变遗传研究提供突变型,育种工作提供素材,所科研究产实际意义.
基变异 基变异指基组DNA发突遗传变异.水平看,基变异指基结构发碱基组或排列顺序改变.基虽十稳定,能细胞裂精确复制自,种隐定性相.
定条件基原存形式突改变另种新存形式,位点,突现新基,代替原基,基叫做变异基.于代表现突现祖先未新性状.
分类:
基因突变可以是自发的也可以是诱发的。自发产生的基因突变型和诱发产生的基因突变型之间没有本质上的不同,基因突变诱变剂的作用也只是提高了基因的突变率。 按照表型效应,突变型可以区分为形态突变型、生化突变型以及致死突变型等。这样的区分并不涉及突变的本质,而且也不严格。因为形态的突变和致死的突变必然有它们的生物化学基础,所以严格地讲一切突变型都是生物化学突变型。根据碱基变化的情况,基因突变一般可分为碱基置换突变(base substitution和移码突变(frameshift mutation)两大类。
碱基置换突变(subsititution) 指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变,也称为点突变(point mutation)。点突变分转换和颠换两种形式。如果一种嘌呤被另一种嘌呤取代或一种嘧啶被另一种嘧啶取代则称为转换(transition)。嘌呤取代嘧啶或嘧啶取代嘌呤的突变则称为颠换(transversion)。由于DNA分子中有四种碱基,故可能出现4种转换和8种颠换(见上图)。在自然发生的突变中,转换多于颠换。 碱基对的转换可由碱基类似物的掺入造成。例如,5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,BU)是一种与胸腺嘧啶类似的化合物,具有酮式和烯醇式两种结构,且两者可以互变,一般酮式较易变为烯醇式。当DNA复制 时,酮式BU代替了T,使A-T碱基对变为A-BU;第二次复制时,烯醇式BU能和G配对,故出现G-BU碱基对;第三次复制时,G和C配对,从而出现G-C碱基对,这样,原来的A-T碱基对就变成G-C碱基对(见下图)。向左转|向右转 碱基对的转换也可由一些化学诱变剂诱变所致。例如,亚硝酸类能使胞嘧啶(C)氧化脱氨变成尿嘧啶(U),在下一 次复制中,U不与G配对,而与A配对;复制结果C-G变为T-A(见右图)。又如,烷化剂中的芥子气和硫酸二乙酯可使G发生乙基化,成为烷基化鸟嘌呤(mG),结果,mG不与C配对,而与T配对,经过复制,G-C变为A-T。
移码突变(translocation) 指DNA片段中某一位点插入或丢失一个或几个(非3或3的倍数)碱基对时,造成插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变。它可引起该位点以后的遗传信息都出现异常。发生了移码突变的基因在表达时可使组成多肽链的氨基酸序列发生改变,从而严重影响蛋白质或酶的结构与功能。吖啶类诱变剂如原黄素、吖黄素、吖啶橙等由于分子比较扁平,能插入到DNA分子的相邻碱基对之间。如在DNA复制前插入,会造成1个碱基对的插入;若在复制过程中插入,则会造成1个碱基对的缺失,两者的结果都引起移码突变。
缺失突变(deletion) 基因也可以因为较长片段的DNA的缺失而发生突变。缺失的范围如果包括两个基因,那么就好象两个基因同时发生突变,因此又称为多位点突变。由缺失造成的突变不会发生回复突变。所以严格地讲,缺失应属于染色体畸变。
插入突变(insertion) 一个基因的DNA中如果插入一段外来的DNA,那么它的结构便被破坏而导致突变。大肠杆菌的噬菌体Mu-1和一些插入顺序(IS)以及转座子(见转座因子)都是能够转移位置的遗传因子,当它们转移到某一基因中时,便使这一基因发生突变。许多转座子上带有抗药性基因,当它们转移到某一基因中时,一方面引起突变,另一方面使这一位置上出现一个抗药性基因。插入的DNA分子可以通过切离而失去,准确的切离可以使突变基因回复成为野生型基因。这一事件的出现频率并不由于诱变剂的处理而提高。
1.向性 任何基座(locus)基都能独立发同突变形其新等位基基突变向性譬同条件位于染色体某基座基A突变其等位基a1;突变a2或者a3、a4......an等等其等位基形式形所谓复等位基(multiple alleles)遗传群体存于同基座决定同类相性状经由突变且具3种或3种同形式等位基互称复等位基家所熟知类ABO血型系统由位于9q34区域同基座IA、IBi三种等位基形式所构组复等位基所决定
2.重复性 基突变重复性指:已经发突变基定条件能再独立发突变形其另外种新等位基形式亦即于任何基位点说其突变并非仅囿于某或某几发定频率反复发例:某基座基A突变其等位基a;基a能独立发突变形其新等位基a1;同a1能再发突变形其另外等位基a2;a2能突变a3......其终群体遗传效应言基重复突变与基向突变结相似群体复等位基存主要
3.随机性 基突变仅物界普遍存种遗传事件且于任何种物任何体任何细胞乃至任何基说突变发都随机同物种、同体、同细胞或者基其各自发基突变频率能并完全相同已基突变频率简称突变率(mutation rate)基种等位形式某世代突变其另外等位形式概率
4.稀性 尽管基突变物界普遍存种遗传事件却种非频发稀事件自状况各种物突变率都低据测算般高等物基突变率约平均:10-8~10-5/殖细胞/位点/代;类基突变率约仅仅:10-6~10-4/殖细胞/位点/代
5.逆性 基突变逆任何种野型基都能够通突变形其等位突变型基;反突变型基突变其相应野型基前者称作向突变(forward mutation)者谓曰复突变(reverse mutation)般情况向突变率总远远高于复突变率
6.害性 般言物遗传性状形期进化程与其赖存自环境相互适应结自选择产物些性状具决定性意义基旦发突变通都物存带消极或利影响即害性殖细胞或受精卵基突变绝数类遗传病发根本原;体细胞突变则肿瘤发病理遗传基础基突变害性往往相条件;并非所基突变都物存及其种群繁衍带利或者害影响事实些突变往往引起非功能性DNA序列组改变却并造核酸蛋白质功能损害
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