华理微生物专业课课件8PPT格式课件下载.ppt
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暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为特点：
暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为第一节遗传变异的物质基础三个经典实验转化试验噬菌体感染试验病毒的重建试验Griffithstransformationexperiments朊病毒的发现和思考蛋白质是否是遗传的物质基础Prpsc（具有传染性的蛋白质致病因子）蛋白质折叠DNA的结构磷酸碱基核糖碱基有四种：
腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）DNAbasepairsAT，C=GGC含量如GC含量为40，则G：
C：
A：
T0.2：
0.2：
0.3：
0.3大沟，小沟都是由于碱基对堆积和糖-磷酸骨架扭转造成的。
DNA大沟所带遗传信息比小沟多；
沟的宽窄深浅直接影响到调控蛋白对DNA遗传信息的识别。
大沟是蛋白质识别DNA的碱基序列发生相互作用的基础,使蛋白质和DNA可结合而发生作用。
l基因是一个特定的遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位ll基因组基因组（genome）：
生物遗传信息的总和：
生物遗传信息的总和原核生物原核生物:
1）染色体为双链环状）染色体为双链环状的的DNA分子（单倍体）分子（单倍体）2）基因组上遗传信息）基因组上遗传信息具有连续性具有连续性3）功能相关的结构基因）功能相关的结构基因组成操纵子结构组成操纵子结构操纵子操纵子（operonoperon）：
）：
功能相关的几个基因前后相连，再加一组共同功能相关的几个基因前后相连，再加一组共同的控制位点（启动子、操作子等）构成操纵子的控制位点（启动子、操作子等）构成操纵子在调节基因协同作用下，实现基因表达在调节基因协同作用下，实现基因表达真核微生物（啤酒酵母）的基因组真核微生物（啤酒酵母）的基因组1）没有明显的操纵子结构）没有明显的操纵子结构2）有间隔区（即非编码区）有间隔区（即非编码区）（内含子序列）（内含子序列）l基因的多样性重叠基因（在原核生物中多见）断裂基因（真核生物）可移动基因（转座因子）重叠基因重叠基因:
同一段同一段DNA能携带两种不同蛋白的信息（两个能携带两种不同蛋白的信息（两个或两个以上的结构基因共用一段或两个以上的结构基因共用一段DNA顺序）顺序）重迭基因有三种重叠方式：
重迭基因有三种重叠方式：
*一个基因完全在另一个基因内部一个基因完全在另一个基因内部*部分重叠部分重叠*两个基因共用少数碱基对两个基因共用少数碱基对*一个基因完全在另一个一个基因完全在另一个基因内部基因内部如：
如：
B和和A，E和和D其读码结构互不相同其读码结构互不相同-ATG-/-AATGCC-/-ATAACG-/-TAA-A*BATGCCG-GGATAA*部分重叠部分重叠如：
K和和C*两个基因共用少数两个基因共用少数碱基对碱基对如：
D和和J-TAATG-D终止密码子终止密码子J起始密码子起始密码子断裂基因：
断裂基因：
基因的不连续性基因的不连续性Intron和和Exon:
大多数真核生物蛋白质基大多数真核生物蛋白质基因的编码顺序因的编码顺序（Exon）都被都被或长或短的非编码顺序或长或短的非编码顺序（间隔顺序）（间隔顺序）（Intron）隔开隔开第二节基因突变和诱变育种基因突变（genemutation）细胞的遗传物质的分子结构或数量发生可遗传的变化v遗传物质DNA并不像人们想像的那么稳定，它在细胞各种内外环境因素影响下，可不断地出现损伤（damage）DNA碱基序列及组成的变化。
突变的类型营养缺陷型（auxotroph）抗性突变型（resistantmutant）条件致死突变型（conditionallethalmutant）形态突变型（morphologicalmutant）抗原突变型（antigenicmutant）产量突变型（metabolitequantitativemutant）l营养缺陷型菌株野生型菌株发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子的能力，从而不能在基本培养基上生长的变异菌株his+his-l抗性菌株野生型菌株发生基因突变而对某化学药物或致死物理因子产生抗性的菌株strr条件致死突变型菌株发生基因突变后,在某种条件下可正常生长，而在另一种条件下无法生长例：
温度敏感突变：
例：
（Temperaturesensitive，Ts）E.coli在在42下（原来可以在下（原来可以在42生活）致死生活）致死在在37生活正常生活正常l形态突变型菌株发生基因突变，而在个体形态或菌落形态上发生突变的菌株l抗原突变型菌株菌株发生基因突变，而在细胞抗原结构上发生变异的菌株l产量突变型菌株菌株发生基因突变，在代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变株正变株（plus-mutant）负变株（minus-mutant）l突变热点突变几率较高的碱基序列。
DNA分子上的甲基化，甲基最常见的是加在胞嘧啶，从而形成5-甲基胞嘧啶；
它经脱氨基作用就转变成胸腺嘧啶，如果DNA修复系统不完善，G：
C就可能变成G：
T的错配。
导致基因突变。
DNA的损伤与修复的损伤与修复DNA损伤的类型损伤的类型DNA损伤的修复损伤的修复自发性损伤自发性损伤环境因素引起的环境因素引起的DNA损伤损伤DNA损伤的类型损伤的类型一、一、DNA的自发性损伤的自发性损伤（一一）DNA的复制错误的复制错误复制错误引起损伤，在DNA损伤中最为多见。
复制错误最多见于尿嘧啶（U）的渗入，另外偶有其它碱基的渗入。
（二二）DNA的修复合成的修复合成DNA的修复合成又称DNA非程序性合成（unscheduledDNASynthesis,UDS）。
DNA修复合成的DNA聚合酶不同于DNA复制的DNA聚合酶，它催化的DNA修复合成同样可以发生碱基配对错误，造成DNA突变。
（三三）碱基的自发改变碱基的自发改变1、脱氨基：
、脱氨基：
即胞嘧啶、腺嘌呤及鸟嘌呤的环外氨基自发丢失。
胞嘧啶尿嘧啶；
腺嘌呤次黄嘌呤；
鸟嘌呤黄嘌呤。
脱氨基所至的碱基转变可影响DNA的复制，由此产生突变。
2、碱基丢失：
、碱基丢失：
即脱嘌呤或脱嘧啶作用，是指DNA上丢掉了嘌呤碱或嘧啶碱，形成无碱基位点，称为AP部位部位（apyrimidine，apurinesite,AP）。
在生理状态下，脱嘌呤是脱嘧啶的20倍。
（四四）正常代谢产物对正常代谢产物对DNA的损伤的损伤细胞进行生物氧化时不断产生氧自由基，可引起DNA的氧化损伤，造成DNA链的断裂。
（五）互变异构体（六）背景辐射Transitionandtransversionmutation二、环境因素引起的二、环境因素引起的DNA损伤损伤1、化学物质：
、化学物质：
1）烷化剂：
使DNA分子嘌呤碱基特别是鸟嘌呤烷基化，包括N7、N3、O6及磷酸骨架位置。
2）羟胺类；
3）亚硝酸盐；
4）碱基类似物，如5-BU5）丫啶类染料2、物理因素：
、物理因素：
紫外线与电离辐射等。
NTGmutationNH2OH（HydroxylamineHA羟胺羟胺）OHHA羟胺羟胺碱基类似物（碱基类似物（Baseanalog）5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶（BrU）5-BromineUracil5-BrU:
G:
A烯醇式烯醇式enolenolBrOHHOAGCTTCCTATCGAAGGATAGCTBCCTATCGAAGGAT酮式5-BrU的渗入AGCTBCCTATCGAAGGATAGCTCCCTATCGAGGGAT第二轮复制ATGC转变AGCTBCCTATCGAGGGATAGCTTCCTATCGAAGGAT第一轮复制酮式到稀醇式的转变l丫啶类染料吖啶橙吖啶橙（AcridineOrange，AO）-ATTTTTCG-TAAAAAGC-分子插入分子插入结果产生移码突变结果产生移码突变-ATAOTTTTCG-TAXAAAAGC-ATXTTTTCG-TAXAAAAGC-Frameshifemutation紫外紫外线的致突的致突变作用作用-嘧啶二聚体嘧啶二聚体（TTdimer）U.V.CTTAl物理因素引起的损伤：
DNADNA损伤的修复损伤的修复在长期的进化过程中，生物体演化出了一整套十分有效的修复系统，包括：
光修复系统切除修复系统重组修复系统SOS修复系统一、光复活修复一、光复活修复光复活修复是一酶促反应过程，催化该反应的酶称光复活酶。
UV光修复酶光修复酶NNOOCH3NNOOCH3RRPNNOOCH3NNCH3OOHHRRP嘧啶二聚体的形成与解聚嘧啶二聚体的形成与解聚二、切除修复二、切除修复v切除修复是一酶促反应过程，主要包括三步反应：
切除修复是一酶促反应过程，主要包括三步反应：
DNA特异内切酶或糖苷酶识别DNA的损伤部位，并在损伤位点的5端切断DNA链，然后在53外切酶的作用下逐步切除损伤的DNA片段。
DNA修复聚合酶在缺口处催化DNA合成，使其取代损伤的DNA片段。
在DNA连接酶的作用下，使新合成的DNA片段与原有的DNA片段连接，以恢复DNA原有的结构。
v切除修复分为碱基切除修复和核苷酸切除修复（一一）碱基切除修复碱基切除修复碱基切除修复有三种情况：
1、当碱基因烷基化而损伤时，可在脱烷基酶作用下将碱基转移到一种受体蛋白上，以完成修复。
2、碱基的其它损伤（多为自发性损伤），需启动DNA糖苷酶糖苷酶修复系统修复系统。
即在特异DNA糖苷酶的作用下，除去损伤碱基，此时产生了AP部位，又有两种修复方式。
AP部位可在碱基插入酶的作用下，以完整链为模板，按碱基配对原则补回正确的碱基。
AP部位也可在AP内切核酸酶的作用下，在损伤位点的5端切开，然后由53外切酶切除损伤的碱基片段，再由DNA修复聚合酶在缺口处催化DNA合成，最后由DNA连接酶连接缺口，以完成修复。
vAP内切核酸酶，也称为无碱基内切核酸酶。
内切核酸酶，也称为无碱基内切核酸酶。
ATCGAGTCGTAGCTCAACATCGAGTCGTAGCTCAC糖苷酶糖苷酶ATCGAGTCGTAGCTCAGCATCGAGTCGTAGCTCACATCGAGTCGTAGCTCAGCAP内切核酸酶内切核酸酶插入酶插入酶ATCGAGTCGTAGCTCAGC脱烷基酶脱烷基酶碱基切除修复碱基切除修复外切核酸酶、修复外切核酸酶、修复聚合酶、连接酶聚合酶、连接酶vDNA糖苷酶糖苷酶广泛存在于所有生物体内，对于生物体的生存十分重要。
如果这类酶的基因发生突变，细菌生长状况很差。
DNA糖苷酶依其是否具有AP内切酶活性分两类：
第一类：
不具有AP内切酶活性，如尿嘧啶糖苷酶、次黄嘌呤糖苷酶、3-甲基腺嘌呤糖苷酶等；
第二类第二类：
具有AP内切酶活性，如嘧啶二聚体糖苷酶。
尿嘧啶糖苷酶修复系统：
对于纠正复制错误尤为重要。
ATCGAGTTAGCUCAATCGAGTTAGCCAATCGAGTTAGCCAATCGAGTTAGCTCA尿嘧啶糖苷酶尿嘧啶糖苷酶UAP内切酶内切酶连接酶连接酶外切酶外切酶修复聚合酶修
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