分子生物学 基因突变

基因突变&相关技术[e-mail]ry12th,2009markedthe200thbirthdayforfamousevolutionscientistCharlesDarwin(02/12/1809-04/19/1882),wholaidthefoundationsfortheevolutiontheory-mutation&naturalselection.AsperDarwin,mutationprovidesnewtraitsforspecies,andthenthenatureselectsthosespecieswithadvantageousheritabletraits-theprocessDarwincallednaturalselection.NaturalSelectionScienceandResearch如果要对近几年的社会话题按照“敏感指数”排出一个名次的话，转基因食品的安全问题恐怕至少要入围三甲。究其背后的原因，如果不是转基因食品在安全性问题上确有遮掩、隐瞒的话，那么我们就该反思，是不是真正地了解了“转基因食品的安全性到底是怎么一回事儿？”转基因食品的安全问题EvolutionMutationsareenginesofnaturalselectionSpiralgoatGeorgewasallmouthTheeyeshaveitBacktotheWaterScience:科学家揭示人类长相各异的原因人类的长相各异，没有两个人长相完全相同的。是什么导致了人面部形态各异呢？遗传学证据显示父母和子女长相类似，但是哪些因素使得DNA调控如此精确，使得两个人长相不同呢？伯克利国家重点实验室的科学家揭示了增强子在面部发育中发挥重要作用。相关报道发表在近期的Science杂志上。该文章的通讯作者AxelVisel博士称其研究结果表明很可能人类基因组中的数千个增强子都不同程度的参与到面部发育过程中。该研究总共分析了四千多个可能与面部发育相关的增强子序列，建立了增强子序列的基因组图谱。此外他们还细致分析了其中200个基因增强子的活性。子女遗传了父母的基因，但是由于增强子的存在，在面部发育过程中基因活性不尽相同，最终导致面部发育结果不完全相同。该结果还提示遗传学家，增强子的特异突变也会在新生儿缺陷中发挥作用。有助于开发更好的诊断和治疗措施。FineTuningofCraniofacialMorphologybyDistant-ActingEnhancersCatiaAttanasio,AlexS.Nord,YiwenZhu,MatthewJ.Blow,ZirongLi,DeniseK.Liberton,HarrisMorrison,IngridPlajzer-Frick,AmyHolt,RoyaHosseini,SengthavyPhouanenavong,JenniferA.Akiyama,MalakShoukry,VeenaAfzal,EdwardM.Rubin,DavidR.FitzPatrick,BingRen,BenediktHallgrímsson,LenA.Pennacchio,AxelViselTheshapeofthehumanfaceandskullislargelygeneticallydetermined.However,thegenomicbasisofcraniofacialmorphologyisincompletelyunderstoodandhypothesizedtoinvolveprotein-codinggenes,aswellasgeneregulatorysequences.Weusedacombinationofepigenomicprofiling,invivocharacterizationofcandidateenhancersequencesintransgenicmice,andtargeteddeletionexperimentstoexaminetheroleofdistant-actingenhancersincraniofacialdevelopment.Weidentifiedcomplexregulatorylandscapesconsistingofenhancersthatdrivespatiallycomplexdevelopmentalexpressionpatterns.Analysisofmouselinesinwhichindividualcraniofacialenhancershadbeendeletedrevealedsignificantalterationsofcraniofacialshape,demonstratingthefunctionalimportanceofenhancersindefiningfaceandskullmorphology.Theseresultsdemonstratethatenhancersareinvolvedincraniofacialdevelopmentandsuggestthatenhancersequencevariationcontributestothediversityofhumanfacialmorphology.doi:10.1126/science.1241006运动和咖啡因会改变你的DNA你可能会认为不管做任何事情，自己的DNA都是不会受影响而改变的。但在某种意义上说，这一想法是错误的。在3月Cell出版社的《细胞代谢》杂志上，研究人员发表报告称当身体处于健康状态时，不怎么运动的男性和女性在运动锻炼几分钟后，他们体内的DNA会出现瞬间变化。更让人惊奇的是，这项研究表明我们早晨喝的咖啡中咖啡因成分也可能会以相同方式影响肌肉中的DNA。doi:10.1016/j.cmet.2012.01.001女性携带离婚基因A-allele者离婚率高出五成很多时候，当婚姻出现问题时，人们会把责任怪罪在男方头上，认为男士的花心导致了婚姻破裂。在近期的BiologicalPsychiatry杂志上刊登的一项研究成果表明，据瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院的最新研究发现，婚姻出现破裂也有可能是女性体内携带的一种基因作祟所致。一种叫A-allele的催产素受体基因会在女性体内搞怪，让女性对婚姻关系中偶尔出现的不和谐插曲缺乏耐心，脾气暴躁，从而提高离婚率。女性处于生产期和哺乳期时体内会自行分泌催产素，这种激素能拉近女性和后代间的关系。不过若催产素分泌异常就会搅乱大脑对感情问题的处理能力，催生叫A-allele的“离婚基因”。研究人员调查了1800名女性后发现携带这种基因的女性离婚率高50%。doi:10.1016/j.biopsych.2011.09.002概念及分类诱因与特点突变与疾病突变与遗传工程技术突变的检测基因突变概要Amutationhascausedthisgardenmossrose(百叶蔷薇)toproduceflowersofdifferentcolors.Thisisasomaticmutationthatmayalsobepassedoninthegermline概念：基因突变：基因组DNA分子中发生碱基的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变，进而引起遗传表型的改变。一、概念及分类Illustrationsoffivetypesofchromosomalmutations.Cellswithoneadditionalsetofchromosomes,foratotalof69chromosomes,arecalledtriploidWhenanindividualhastwoormorecellpopulationswithadifferentchromosomalmakeup,thissituationiscalledchromosomalmosaicism.Inabalancedtranslocation,piecesofchromosomesarerearrangedbutnogeneticmaterialisgainedorlostinthecell.Mitochondriaprovidethecell’senergy.基因突变指一个基因变为它的等位基因，是基因分子结构或化学组成上的改变。染色体畸变碱基错配复制错误突变DNA复制跳格自发突变脱嘌呤基因突变化学错误脱氨基氧化损伤放射线----产生嘌呤二聚体诱发突变碱基类似物:5BU,2AP化学诱变剂碱基修饰物:NA,HA,烷化剂DNA插入剂:吖啶类染色体的结构及数目改变突变分类（遗传信息的改变）突变分类碱基改变密码效应点突变（pointmutation）碱基插入突变（baseinsert）碱基缺失突变（basedeletion）同义突变（synonymousmutation）错义突变（missensemutation）无义突变（nonsensemutation）移码突变（frame-shiftingmutation）碱基改变点突变：DNA被化学修饰或复制时发生错配，使一个碱基变成另一个碱基。碱基插入突变：DNA链中插入1个或多个碱基（转座子Tn），突变后可引起DNA序列阅读框架改变。碱基缺失突变：DNA链中1个或多个碱基发生丢失，突变后可引起DNA序列阅读框架改变。突变分类基因突变的密码效应分类同义突变：碱基被替代后没有密码子改变，其产物AA序列也无变化。错义突变：碱基序列的改变引起AA序列改变。无义突变：某个碱基改变使某个AA的密码子成为蛋白质合成的终止密码子。缬氨酸GUAHb中一条链谷氨酸GAA基因突变的其他分类方式形态突变生化突变致死突变按突变的表型特征分类:突变发生后出现的表型改变是多种多样的，有的可能十分微弱，需要精细的生化技术才能检测出与野生型（WT)的差别，有的突变的表型效应可能如此之大，以致产生形态上的严重缺陷甚至死亡。1、形态突变(morphologicalmutation):突变主要影响生物体的外在可见的形态结构，故又称可见突变。如形状、大小、色泽等的改变。2、生化突变(biochemicalmutations):突变影响生物的代谢过程。导致一个特定的生化功能的改变或丧失。（1）失去功能的突变：突变事件通常是破坏性的，多数情况下，突变事件导致功能的丧失，完全丧失基因功能的突变称为无效突变(nullmutation)。通常丧失功能的突变是隐性的，有时候也可以是显性的。（2）获得功能的突变:突变事件引起的遗传随机变化有可能使之获得某种新的功能。3、致死突变(lethalmutation):影响生物体的生活力，导致个体死亡的一类突变。条件致死突变(conditionallethalmutations)：在某些条件下能成活，而在某些条件下是致死的。例如T4噬菌体的温度敏感突变型在25℃时能在E.coli宿主细胞中正常生长，形成噬菌斑，但在42℃时就不能生长。按发生突变的细胞分类基因突变可以发生在体细胞或生殖细胞中，这两种突变有完全不同的后果。体细胞突变生殖细胞突变1、体细胞突变(somaticmutations):在保持分裂的身体组织的一个细胞发生突变，这个细胞便成为一群相同突变细胞的祖先。在发育过程中，体细胞突变事件发生的愈早，对表型的影响就愈大。体细胞突变一般不能遗传给后代。2、生殖细胞突变(germinalmutation)：生殖细胞突变发生在种系(germline)中。如果突变的性细胞参与受精过程，那么突变基因就会传给下一代。最典型的例子是性连锁遗传的血友病突变在欧洲王室通过维多利亚女王在其整个家系中的遗传。二、突变诱因及特点自发性突变DNA复制过程中偶然碱基配对出现错误，突变频率低(10-9~10-10)。诱变剂的作用诱变剂（mutagen）外源诱发突变的