苏州大学：《医用基因工程》第十一章 基因突变

基因突变 第一节基因突变的基本概念 第二节基因突变的分类 第三节随机突变 第四节DNA的定位诱变及点突变技术

基 因 突 变 ◼ 第一节 基因突变的基本概念 ◼ 第二节 基因突变的分类 ◼ 第三节 随机突变 ◼ 第四节 DNA的定位诱变及点突变技术

第一节基因突变的基本概念 基因突变( gene mutation)是基因组DNA分子在结构 上发生碱基对组成或排列顺序的改变(通常它只涉及 基因中部分序列的变化),并引起个体表型的改变,而 使生物体发生遗传性变异。(基因突变技术) 在自然界中生物体由于受到某种突变剂的作用,偶然 会由于基因复制的错误而发生突变,这种突变称为自 发突变( spontaneous mutation)。 自发突变的频率较低,基因的每个核苷酸突变率平均 为109~10-10。相反如果在人为条件下,使用某种突 变剂处理生物体而产生的突变称为诱发突变( induced mutation)。诱发突变频率高得多(千倍以上),而 且现在可在离体条件下,使细胞发生定向诱发突变 称为定向突变。有生殖细胞突变和体细胞突变

第一节 基因突变的基本概念 ◼ 基因突变（gene mutation）是基因组DNA分子在结构 上发生碱基对组成或排列顺序的改变（通常它只涉及 基因中部分序列的变化），并引起个体表型的改变, 而 使生物体发生遗传性变异。（基因突变技术） ◼ 在自然界中生物体由于受到某种突变剂的作用，偶然 会由于基因复制的错误而发生突变，这种突变称为自 发突变（spontaneous mutation）。 ◼ 自发突变的频率较低，基因的每个核苷酸突变率平均 为 10-9～10-10。相反如果在人为条件下，使用某种突 变剂处理生物体而产生的突变称为诱发突变（induced mutation）。诱发突变频率高得多（千倍以上），而 且现在可在离体条件下，使细胞发生定向诱发突变， 称为定向突变。 有生殖细胞突变和体细胞突变

第二节基因突变的分类 集, 点突变 碱基插入突变 碱基缺失突变 碱基替代(点突变),碱基插入或缺失结 果,从对三联体密码的影响及遗传信息的改变 来看,又有下述几种不同的情况发生:() 义突变( Synonymous nutation)(錯义突 ( missense mutation)(无义突变 nonsense mutation

第二节 基因突变的分类 ◼ 一、点突变 ◼ 二、碱基插入突变 ◼ 三、碱基缺失突变 碱基替代（点突变），碱基插入或缺失结 果，从对三联体密码的影响及遗传信息的改变 来看，又有下述几种不同的情况发生： ㈠ 同 义突变（Synonymous niutation） ㈡ 错义突 变（ncissense mutation） ㈢ 无义突变 （nonsense mutation）

第三节随机突变 ,,2, 限制性内切酶法 接头插入法 系列缺失法如图8-3a方法一 (b)方法二 四、核苷酸随机取代法

第三节 随机突变 ◼ 一、限制性内切酶法 ◼ 二、接头插入法 ◼ 三、系列缺失法 如图8-3（a）方法一 （b）方法二 ◼ 四、核苷酸随机取代法

Cleave with restriction ≈ enzyme of a Promoter S RN Cloned cDNA Exonuclease Bamhl Cleave d、Awth 0 min Psti and BanH 1 min 2 min 5 GATCC CTGCA mln 3′G 4 min DNA ligase -Oligonuclcotide linker ExonucleaseⅢ Extent of 5 GATCC : cTGA deletion controlled ATCC CTGA by time G Cut of B and C B Single stranded DNAl Nuclease SI of digestion solate 5Sgene fragments C Blunt ends C Ligate into new vector G Transform F coli Ligate linker DNAS promoter- Rightward deletion mutants intact Linker CDNA remaining fter deletion 图8-3系列缺失突变法

DNA的定位诱变及点突变技术 区域随机诱变 二、基因的点突变技术 点突变技术的应用

第四节 DNA的定位诱变及点突变技术 ◼ 一、区域随机诱变 ◼ 二、基因的点突变技术 ◼ 三、点突变技术的应用

点突变 点突变又可分为单点突变( Single point mutation)和多点突变( multiple mutation)。 单点突变是指只有一个碱基对发生改变,而多点 突变是指有两个或两个以上碱基对发生改变。 突变可以是碱基替换( base substitution),碱基 插入( base insertion)和基因缺失(base deletion)但点突变这个术语常常是指碱基替代。 碱基替代又可分为两类,一类叫转换 ( transition),即嘌呤被另一嘌呤取代或嘧啶被 另一嘧啶取代后而发生的变化(如图8-1)。另 类叫颠换( transversion)即嘌呤被嘧啶或嘧 啶被嘌呤取代后而发生的变化。点突变的重要特 点之一是它具有很高的回复突变率。如图8

一、点突变 点突变又可分为单点突变（Single point mutation）和多点突变（multiple mutation）。 单点突变是指只有一个碱基对发生改变，而多点 突变是指有两个或两个以上碱基对发生改变。点 突变可以是碱基替换（base substitution）, 碱基 插入（base insertion）和基因缺失（base deletion）但点突变这个术语常常是指碱基替代。 碱基替代又可分为两类, 一类叫转换 （transition），即嘌呤被另一嘌呤取代或嘧啶被 另一嘧啶取代后而发生的变化（如图8-1）。另 一类叫颠换（transversion）即嘌呤被嘧啶或嘧 啶被嘌呤取代后而发生的变化。点突变的重要特 点之一是它具有很高的回复突变率。如图8-1

NH 飞N 胞嘧啶 尿嘧啶 脱氨基 NH OH CH CH CH3 0 5甲基胞啮啶 胸腺唔啶 脱氨基 互变异构移位 C亚硝酸U复制 A复制A 图8-1亚礴酸化学修饰碱基引起碱基转换突变

碱基插入突变 ■碱基插入突变是指基因组DNA链中插入1个 或几个碱基对,这种突变可以引起其后DNA 序列的读框发生改变,故又称为移框突变 ( frameshift mutation)。移框突变的结果 不但改变了表达产物的氨基酸组成,而且 会出现新的终止密码子,而使蛋白质合成 过早终止。转座子或lS的插入常会造成基 因失活

二、碱基插入突变 ◼ 碱基插入突变是指基因组DNA链中插入1个 或几个碱基对, 这种突变可以引起其后DNA 序列的读框发生改变, 故又称为移框突变 （frameshift mutation）。移框突变的结果 不但改变了表达产物的氨基酸组成，而且 会出现新的终止密码子，而使蛋白质合成 过早终止。 转座子或IS的插入常会造成基 因失活

碱基缺失突变 ■基因缺失突变是指基因组DNA链中缺失1个 或数个甚至小片断的碱基对。这种突变也 可引起其后DNA序列的读框发生改变。如 图8-2

三、碱基缺失突变 ◼ 基因缺失突变是指基因组DNA链中缺失1个 或数个甚至小片断的碱基对。这种突变也 可引起其后DNA序列的读框发生改变。 如 图8-2