吖啶类染料包括原黄素吖啶黄可引起碱基的置换-吖啶类染料主要引起
基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的可遗传的变异。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
分子基础:
一、自发突变(spontaneous mutation)
自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。
1.DNA复制错误(errors of DNA replication)
DNA碱基有互变异构体,造成DNA复制过程中的DNA错配。
(1)转换:Purine→ Pu;或者 Pyrimidine→ Py
(2)颠换:Pu →Py; 或者Py→Pu
(3)移码突变:增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。
(4)缺失和重复:大片段碱基的缺失或重复,如E.coli乳糖发酵调节基因lacⅠ中四碱基重复序列。
野生型: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’
突变型FS5: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’
突变型FS2: 5‘-GTCTGGCTGGC-3’
2、DNA损伤(lesions)
(1)脱嘌呤 由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来.
(2)脱氨基 C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,:
A A?T →→ → H-T→→→ H-C→→→ H-C
↘→A-T ↘→G-C
B G?C →→ → G-U→→→ A-U→→→A-U
↘→G-C ↘→A-T
造成转换
(3)氧化损伤(oxidative lesions): O2- OH- H2O2
可对DNA造成损伤
二、诱发突变(induced mutaion)
多种理化因素都可以诱导DNA的突变:
1、诱变机制
(1)碱基类似物 例:5-BU 和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的结构类似物,酮式结构易与A配对;烯醇式结构易与G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP, A类似物)、5- 氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。
(2) 特异性错配 例烷化剂: 甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍( NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。
如:G-C; 当G烷基化后可与T配对,导致碱基转换。
或者烷化剂使嘌呤脱落,造成转换、颠换、断裂或其他突变
子 (3) 嵌合剂的致突作用
例 .吖啶类染料: 吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物,易造成移码突变。
(4) 辐射诱导效应
①紫外线UV:形成嘧啶二聚体,如T二聚体,①同一条单链内,影响复制时与A的配对,使复制中止;②双链之间,影响双链变性,并影响复制。
重复、缺失、移码突变
②电离辐射:如X-ray、可引起碱基的降解或脱落,A变成H;C变成T,出现转换。
物理——物理化学——生物化学——大分子损伤
ⅴ黄曲霉的作用
使鸟嘌呤G脱落,SOS修复引入A, 造成突变。
2、碱基替换的遗传效应
(ⅰ) 同义突变(samesense mutation)不改变氨基酸的密码子变化,与密码子的兼并性有关. 如GAU/GAC—Asp.
(ⅱ) 错义突变(missense mutation) 碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变.
(ⅲ) 无义突变(nonsense mutation)编码区的单碱基突变导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)的形成, 使 mRNA的翻译提前终止, 形成不完全的肽链.
如镰刀型贫血症:血红蛋白B链(146Aa),6号氨基酸的替换, 导致明显的表型症状。Glu→Val, 若Glu →Asp则影响较小。
3、码突变及其产生
在基因的外显子中插入或缺失1, 2或4个核苷酸,使阅读信息发生错位,从而使翻译的蛋白质序列与原来完全不同. eg. E.coli中乳糖发酵的调节基因(lacⅠ):
野生型: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’
移码突变Ⅰ: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’
移码突变 Ⅱ: 5‘-GTCTGGCTGGC-3’
4、突变热点和增变基因
基因中某些位点比其它位点突变率高,称突变热点。
例 分析T4-Phage r Ⅱ基因1500个突变体: r ⅡA (1800bp)有200个位点; r ⅡB (850bp)有108个位点 。
形成原因:
(1)、 5-MeC的存在,5-甲基胞嘧啶(MeC)脱氨基后变成T, 使G-C部位转变成A-T部位;
(2)短的重复序列的存在,容易配对错位,造成重复或缺失
(3)与诱变剂类型有关,不同诱变剂出现不同的热点。
( 4)增变基因(mutator gene):该基因的突变会使整个基因组的突变频率增高,例 A. DNA多聚酶基因,突变后使多聚酶的3’ → 5’校正功能降低或丧失,使基因组突变频率增高;
B. dam基因,突变后使碱基的错配修复功能降低或丧失,使基因组突变频率增高。
三、诱变与肿瘤
肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑癌基因的平衡,抑癌基因突变会致癌。一些诱变剂可以特异性的诱导抑癌基因突变,导致肿瘤发生。eg. 黄曲霉素、UV(ultraviolet)等。
黄曲霉素可诱导P53基因G → T颠换,导致肝癌的发生;
UV可诱导P53基因5’ -TC-3’发生C → T颠换,形成“T二聚体”,导致人类鳞状细胞皮肤癌的发生。
四、定点诱变
定义:利用人工合成的寡核苷酸,在离体的条件下,制造基因中任何部位的位点特异性突变的技术。
反义遗传学(reverse genetics):合成—连接(单链M13)—复制—转化—检测
试述RNA生物合成的主要抑制剂。
D。
移码突变是诱变剂使DNA序列中的一个或少数几个核苷酸发生增添(插入)或缺失,从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变,并进一步引起转录和转译错误的一类突变。
需要明确的一点是该突变仅针对突变发生处的编码基因,即仅作用于该开放阅读框内的基因,是一种点突变,其结果只涉及有关基因中突变点后面的遗传密码阅读框架发生错误,因此除涉及这一基因外,并不影响突变点后其他基因的正常读码。
扩展资料:
在移码突变中,如果所形成的错误密码中包含有终止密码,则肽链还会缩短,而产生一个无功能的肽链片段。发生移码突变后由于基因所编码的蛋白质活性改变较大,所以较易成为致性突变。?
在自发突变中,移码突变占很大比例。移码突变所造成的DNA损伤一般远远大于点突变。已知能诱发移码突变的诱变剂是吖啶类染料,如吖啶黄、吖啶橙、2-氨基吖啶等。
百度百科-移码突变
答案:RNA生物合成的主要抑制剂有:
RNA生物合成的抑制剂根据其作用性质的不同,分为三类:第一类是嘌呤和嘧啶类似物,它们作为嘌岭和嘧啶的抗代谢物而抑制核酸前体的合成;第二类是通过与DNA模板结合而改变模板功能;第三类是通过与RNA聚合酶结合而影响其活性。
(1)嘌呤和嘧啶类似物
有些人工合成的碱基类似物能抑制和干扰核酸合成,其中重要的有:6-巯基嘌呤、硫鸟嘌呤,2,6-二氨基嘌呤,8-氮鸟嘌呤,5-氟尿嘧啶和6-氮尿嘧啶等。这些碱基类似物在体内有两方面的作用:它们或者作为抗代谢物,直接抑制核苷酸合成有关的酶类;或者通过参人核酸分子,形成异常DNA或RNA,从而影响核酸的功能并导致突变。
(2)DNA模板功能的抑制物
有些化合物能与DNA结合,使其失去模板功能,从而抑制其复制和转录。一些重要的抗肿瘤(抗癌)药和抗病毒药属于这类抑制物。现举例如下:
①烷化剂如氮芥、磺酸酯和氮丙啶类的衍生物等。它们使DNA烷基化,从而破坏DNA的正常生物功能。
②放线菌索D
放线菌素D是由全羊毛链霉菌产生的一种抗生素,具有抗癌作用。它能特异地与双链DNA非共价结合,使之失去作为RNA合成的模板功能。其作用机制是放线菌素D能特异地插入双链DNA中两个相邻的G-C碱基对之间,从而破坏DNA的模板作用。放线菌素D对DNA的复制也有一定的抑制作用。
③嵌入染料
某些具有扁平芳香族发色团的染料,可插入双链DNA相邻碱基对之间,称为嵌入染料。例如吖啶橙、原黄素和吖啶黄素等吖啶类染料分子均含有吖啶稠环。这种三环分子的大小与DNA的碱基对大小差不多,可以嵌入到DNA的碱基对之间,导致复制时产生核开酸的插入或缺失,引起突变。
(3)RNA聚合酶的抑制物
①利福霉素
利福霉素是一组由地中海链莓菌产生的抗生素。利福平是-种半合成的利福霉索B的衍生物。利福霉索,特别是利福平是细菌RNA聚合酶的特效抑制剂,它们专门抑制转录的起始,强烈抑制结核杆菌,是结核病的特效药。
②利迪链菌素
利迪链菌素与细菌RNA聚合酶β亚基结合,抑制转录过程中链的延伸。
③a-鹅膏草碱
a-鹅膏覃碱是从毒覃鬼笔鹅膏中分离出的一个八肽化合物。它抑制真核细胞的RNA聚合酶I但对细菌的RNA聚合酶抑制作用极微弱。
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