第八章染色体畸变与基因突变
基本特征:
– 不同属的染色体基数不同; – 染色体组内的各染色体间形态、结构和载有的基 因均彼此不同。
(二)整倍体(euploid) 1. 整倍体:染色体数目是x的整倍的生 物个体。
一倍体(monoploid, x) 二倍体(diploid, 2x) 三倍体(tripoid, 3x) 四倍体(tetraploid, 4x) ┆ 2n=x 2n=2x 2n=3x 2n=4x
突变的重演性:
• 指同种生物的同一基因突变为相同的表 型,可以在不同个体间重复出现。例如 果蝇的白眼突变就曾发生过几次。
突变的可逆性:
• 即回复突变,显性基因A可以突变为隐性基因a, 而隐性基因a也可以突变为显性基因A,前者称为 正向突变(forward mutation)。后者称为反问突变 或回复突变(back mutation)。正向突变和反向突 变的发生频率是不一样的。在多数情况下,正向突 变率总是高于反向突变率。
• 需要指出的是,由于缺失而引起的突变不能发生回 复突变。
突变的有害性与有利性:
• 突变大多数是有害的。这是因为生物经长期的自然选 择,产生了与外界环境相同协调的关系,这种关系一 旦因突变而改变便可能干扰内部的生理生化过程,所 以大部分突变对生物体是不利的。 • 少数的突变能促进和加强某些生命活力,所以是有利 的突变。例如作物抗病性,微生物的抗药性等,这些 突变为生物进化提供了最有利的条件。 • 抗药性突变与药物:微生物产生抗药性突变与药物的 存在与否没有关系。药物的存在只是起筛选作用。
二、基因突变的类型
(一)根据诱发的原因:
1.自发突变(spontaneous mutation),所谓的自 发突变,是指在没有人工特设的诱发条件下,由于 外界环境的自然作用或生物体内生理或生化变化而 诱发的突变。根据这个定义,我们知道所谓的自发 突变并不是没原因的突变,而是指人工特设诱变因 素以外的其它因素引起的突变。
简单易位(simple translocation);
相互易位(reciprocal translocation)。
相关术语:
易位染色体; 易位杂合体(translocation heterozygote); 易位纯合体(translocation homozygote) 。
(二) 易位的细胞学鉴定
(四) 缺失的遗传学效应
●致死:缺失片段较长
缺失纯合体:
致死或半致死。 缺失杂合体: 缺失区段较长时,生活力差、配子(尤其是花粉) 败育或竞争不过正常配子;
●假显性:缺失片段较短
紫:绿
缺失杂合体的假显性现象
二、重复(duplication)
(一) 重复的类型
顺接重复(tandem duplication) ; 反接重复(reverse duplication) 。 重复的形成。
例:链孢霉的氨基酸突变型+某种氨基酸才能生长
(三)根据突变发生的分子机制分: 1.碱基插入 2. 碱基删除
3. 碱基转换(点突变)
(1)颠换
(2)替换
三、基因突变的一般特征
(一)突变的重演性和可逆性 (二)突变的多方向性与复等位基因
(三)突变的有害性和有利性
(四)突变的平行性
突变频率:
• 突变频率是指生物体在每一世代中(单细胞生 物以每一细胞)发生突变的频率,也就是一定 时间内突变可能发生的次数。突变频率一般是 很低的,不同的生物,不同的基因其突变率相 差较大。如果在人工诱变条件下,突变频率可 以大大提高,有时可达几千倍。
第三节 基因突变
一、基因突变的概念
基因突变(gene mutation):是指一个基因内部可 以遗传的结构改变,是基因分子内部在某种条件 作用下所发生的一个或几个核苷酸或小片段的改 变。 基因突变一般在染色体结构上是看不到的,所以又 称点突变(point mutation)。实际上点突变与染 色体畸变的界限并不明确。
(三)非整倍体(aneuploid)
• 非整倍体:核内的染色体不是染色体组的完整倍 数,与该物种正常合子(2n)多或少一个以至若干 个的现象。 – 超倍体(hyperploid):染色体数多于2n; – 亚倍体(hypoploid):染色体数少于2n。 • 非整倍体的类型: – 三体(trisomic): 2n+1 – 单体(monosomic): 2n-1 – 双三体(double trisomic): 2n+1+1 – 双单体(double monosomic): 2n-1-1 – 四体(tetrasomic): 2n+2 – 缺体(nullisomic): 2n-2
臂间倒位(pericentic inversion)。
倒位的形成。
相关术语:
倒位染色体; 倒位杂合体(inversion heterozygote); 倒位纯合体(inversion homozygote) 。
(二) 倒位的细胞学鉴定 倒位圈(环);
如果倒位片段不长,则倒位染色体与正常的染色 体所联会的二价体就会在倒位区段内形成“倒位 圈”。“倒位圈”与缺失和重复杂合体环或瘤不 同,后二者是单个染色体形成的,前者是一对染 色体形成的。
录像
第二节
染色体数目变异
一、染色体组及其倍数性 二、同源多倍体(自学)
三、异源多倍体(自学)
四、多倍体的形成途径及其应用(自学)
五、非整倍体及其应用(自学)
一、染色体组及其倍数性
(一)染色体组(genome)及其基本特征
– 二倍体种配子中具有的全部染色体。 – 染色体基数(x):一个物种染色体组的染色体数
末端突出;
染色体末端不配对突出。如果重复的区段很短, 联会时重复部分 收缩一点,正常的延伸一点,看 不出,难以鉴定。重复纯合体亦难以鉴定。
(三) 重复的遗传学效应 剂量效应(dosage effect):
果蝇眼色遗传的剂量效应,红色(V+)对朱红(V)为 显性; 杂合体(V+V)表现为红色; 但(V+VV)的表现型却为朱红色(重复隐性基因的 作用超过与之相对应的显性基因的作用)。 位置效应(position effect)
第一节 染色体结构变异
一、缺失(deficiency)
二、重复(duplication)
三、倒位(inversion)
四、易位(translocation)
一、缺失(deficiency)
(一) 缺失的类型 顶端缺失(terminal deficiency) 中间缺失(interstitial deficiency) (二) 缺失有关术语 缺失染色体(deficiency chromosome ) 缺失杂合体(deficiency heterozygote ) 缺失纯合体(deficiency homozygote
(四) 罗伯逊易位(Robertsonian translocation)
两个近端着丝粒染色体或端部着丝粒染色体,相互 易位,两条大的相互融合,两条小的相互融合(丢 失)。
由于主要遗传物质没有丢失,个体表型仍然正常, 是平衡易位。 罗伯逊易位改变染色体数目,但不改变或很少改变 遗传物质总量。
(二)根据突变引起的表型特征分:
2.致死突变(lethal mutation):是指能造成个体 死亡的突变,致死突变型又可分为全致死突变型 (90%以上死亡),亚致死突变(50%~90%% 死亡);半致死突变(10%~50%死亡)和弱致死 突变(10%以下死亡)。 显性致死:杂合态即有致死。
隐性致死:纯合态才有致死 镰刀形贫血症等
四、基因突变的诱发
(一)物理因素诱变
(1)电离辐射诱变 (2)非电离辐射诱变
(二)化学因素诱变 (三)诱发突变的应用
(1) 提高基因突变率; (2) 获得更丰富的突变类型; (3) 改良生物的个别性状。
(二)根据突变引起的表型特征分:
3.条件致死突变(conditional lethal mutation):指 在一定条件下表现致死效应,而在其它条件下可 以存活的突变。
例:噬菌体T4的温度敏感突变型在25℃时能在E.coli 宿主中正常生长,形成噬菌斑,但在42℃时就不能这样。
4.生化突变(biochemical mutation):指没有形态 效应,但导致某种特定生化功能改变的突变。
*同源染色体的不等交换 (与缺失同时产生)。
相关术语:
重复染色体; 重复杂合体(duplication heterozygote); 重复纯合体(duplication homozygote) 。
(二) 重复的细胞学鉴定
重复圈(环);
如果重复较长,在联会时,重复区段被排挤,成 为二价体的一个突出的环或瘤,同时也要对照正 常染色体组型,以免与缺失杂合体的环或瘤混淆。
2.诱发诱变:这是指由人工特设诱发因素而引起 的突变。
(二)根据突变引起的表型特征分:
1.形态突变(morphological mutation), 是泛指能造成外形改变的突变。
例:普通绵羊的四肢有一定的长度,但 安康羊(Ancon sheep)e mutations)
突变发生的时期和部位:
• 从理论上讲,突变可以发生在生物个体 发育的任何时期,在体细胞或性细胞中 都可发生,但性细胞发生的频率要比体 细胞高些。
突变的多方向性:
• 基因的突变可以向多个方向进行,一个 基因A可以突变为a1、a2、a3……an等而 构成所谓的复等位基因(multiple alleles)。这些复等位基因可以从野生型 基因突变产生,也可以从其它任何一个 突变基因突变产生。
n=x
n=2x
2. 多倍体(polyploid):
– 具有三个或三个以上染色体组的整倍体。 即:三倍体及以上均称为多倍体。
同源多倍体(autopolyploid)
– 同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种, 一般是由二倍体的染色体直接加倍得到。