【正文】 動過程，如遺傳重組的差錯和 DNA復制的差錯，這些差錯的產生與酶的活動相關聯(lián)。凡能顯著提高突變率的因素都稱誘發(fā)因素或誘變劑。 ?非選擇性突變株 （ nonselective mutant）：無選擇標記（如產量突變型、抗原突變型、形態(tài)突變型），能鑒別這種突變體的惟一方法是檢查大量菌落并找出差異。 ? 生物化學統(tǒng)一性”法則： 人和細菌在 DNA的結構及特性方面是一致的，能使微生物發(fā)生突變的誘變劑必然也會作用于人的 DNA，使其發(fā)生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。 菌種：鼠傷寒沙門氏菌 his 美國加利福尼亞大學的 Bruce Ames教授于 1966年發(fā)明，因此稱為 Ames試驗。 回復突變： 突變體失去的野生型性狀，可以通過第二次突變得到恢復，這種第二次突變稱為回復突變。 四、基因突變的修復 光修復 錯配修復 切除修復 重組修復 SOS修復 DNA修復 (DNA repairing)是細胞對 DNA受損傷后的一種反應，這種反應可能使 DNA結構恢復原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能； 有時并非能完全消除 DNA的損傷，只是使細胞能夠耐受這種DNA的損傷而能繼續(xù)生存。 研究 DNA修復也是探索生命的一個重要方面，而且與軍事醫(yī)學、腫瘤學等密切相關。 ? 一些物理化學因子如紫外線 、 電離輻射和化學誘變劑均可引起 DNA損傷 ， 破壞其結構與功能 。 ? 紫外線可使 DNA分子中同一條鏈上兩個相鄰的胸腺嘧啶堿基之間形成二聚體 （ TT） ， 兩個 T以共價鍵形成環(huán)丁烷結構 。 ? 細胞內具有一系列起修復作用的酶系統(tǒng) ， 可以除去 DNA上的損傷 ， 恢復 DNA的雙螺旋結構 。 (一 )光修復 （ 光復活作用 ） ? 光復活作用：經紫外線照射后的微生物立即暴露于可見光下時，可明顯降低其死亡率的現象。后來，在許多微生物中都得到了證實。與此同時，光激活酶也從復合物中釋放出來，以便重新執(zhí)行功能。 ? 一般微生物都存在光復活作用，所以進行紫外誘變育種時，只能在紅光下照射及處理照射后的菌液。 光復活作用是高度專一的直接修復方式。光復活酶在生物界分布很廣，從低等單細胞生物一直到鳥類都有，而高等的哺乳類卻沒有。高等動物更重要的是暗修復，即切除含嘧啶二聚體的核酸鏈，然后再修復合成。 ? 在烷化劑作用下堿基可被烷基化，并改變了堿基配對的性質。甲基轉移酶因此而失活，但卻成為其自身基因和另一些修復酶基因轉錄的活化物，促進它們的表達。 DNA復制過程中發(fā)生錯配，新合成鏈被校正，基因編碼信息可得到恢復；模板鏈被校正，突變被固定。 Dam甲基化酶可使 DNA的 GATC序列中腺嘌呤 N6位甲基化。 ? 原核生物利用甲基化區(qū)分 old strand 和 new strand，因此原核細胞中的錯配修復也稱甲基化指導的錯配修復（ methyldirected mismatch repair）。 ?剛合成的 DNA新鏈上的 GATC序列還沒有來得及甲基化 ，而作為模板的 old strand早已被甲基化了，利用這種差別區(qū)分 old strand 和 new strand。 大腸桿菌參與錯配修復的蛋白質至少有 12種。 其中幾個特有的蛋白由 mut基因編碼， 如 Mut S 、 Mut L、 Mut H。切開處位于錯配堿基的 3’側，由核酸外切酶 I或核酸外切酶 X沿 3’→5’方向切除核酸鏈；切開處位于 5’側，由核酸外切酶 Ⅶ 或 Rec J沿 5’→3’ 方向切除核酸鏈 ?解螺旋酶 Ⅱ 和 SSB幫助鏈的解開 ?新的 DNA鏈由 DNA聚合酶 Ⅲ 和DNA連接酶合成并連接。人類的 hMSH2(human Muts homolog2)和hMLHl(human MutL homologl)基因編碼的蛋白質能夠識別錯配堿基和 GATC序列，與大腸桿菌對應的MutS和 MutL一樣，其余過程也都有對應的成分來完成。 ?為了校正一個錯配堿基，不僅需要找出錯配堿基本身，還要從遠在 1kb以外找出 GATC序列，找出未甲基化的“新鏈”，加以切除可能長達 1000個核苷酸以上的核酸鏈，然后再合成新鏈。 ?無論消耗多少 dNTPs，目的是修復一個錯配的堿基，這說明生物體為了維護遺傳物質的穩(wěn)定性可以不惜一切代價。這種修復作用與光無關 —— 暗修復。 ? 比較普遍的一種修復機制 ， 它對多種損傷均能起修復作用 。 （三）切除修復 DNA損傷的切除修復 ?有四種酶參與完成修復作用： ①內切核酸酶：切開 ②外切核酸酶：擴大 ③ DNA聚合酶：復制 ④連接酶：連接 結構缺陷的修復 ? 核酸內切酶識別 DNA損傷部位 ， 在其附近將其切開 ， ? 核酸外切酶切除損傷的 DNA， ? DNA聚合酶修復 ， ? DNA連接酶連接 。 ? DNA復制時 ， DNA聚合酶對 dTTP和 dUTP分辨力不高 ， 有少量 dUTP摻入 DNA鏈 。 腺嘌呤脫氨形成次黃嘌呤時也可以被次黃嘌呤 N糖苷酶切掉次黃嘌呤 。 一旦 AP位點形成后，即有 AP核酸內切酶在 AP位點附近將DNA鏈切開。 核酸外切酶將包括 AP位點在內的 DNA鏈切除。 在 AP位點必須切除若干核苷酸后才能進行修復合成，細胞內沒有酶能在 AP位置直接將堿基插入，因為 DNA合成的前體物質是核苷酸而不是堿基。 細胞切除修復系統(tǒng)和癌癥的發(fā)生也有一定的關系。 ?分析表明，患者皮膚細胞中缺乏核苷酸切除修復有關的酶，因此對紫外線引起的 DNA損傷不能修復。 ? 切除修復發(fā)生在 DNA復制之前，而 DNA發(fā)動復制時尚未修復的損傷部位，可以先復制，再重組修復。 ? 重組修復至少需要 4種酶組分 。 RecA蛋白被認為在 DNA重組和重組修復中均起關鍵作用 。 ? 此外 ， 修復合成還需要 DNA聚合酶和連接酶 。 ?重組 完整的母鏈與有缺口的子鏈重組，缺口由母鏈來的核苷酸片段彌補。 重組修復 細胞在不切除二聚體的情況下，以帶有二聚體的這條鏈為模板合成互補單鏈，但在每個二聚體附近留有一空隙。 重組修復中的 DNA損傷并沒有去除，但隨著微生物的傳代繁殖，損傷的比例逐漸降低。 重組修復又稱旁路修復（ bypass repair），通過細胞間期 DNA合成期來修復損傷。 ?SOS反應誘導的修復系統(tǒng)包括避免差錯的修復 （ 無差錯修復 ） 和傾向差錯的修復 。 ?傾向差錯的修復： SOS反應能誘導產生缺乏校對功能的 DNA聚合酶 ， 它能在 DNA損傷部位進行復制而避免了死亡 ， 可是卻帶來了高的突變率 ， 這屬于傾向差錯的修復 。 ?RecA蛋白不僅在同源重組中起重要作用 ， 而且也是SOS反應的最初發(fā)動因子 。 ?LexA蛋白 (22Kd)是許多基因的阻遏物 ， 當它被RecA的蛋白水解酶分解后就可以使一系列基因得到表達 。 ? SOS反應廣泛存在于原核生物和真核生物 ， 是生物在極為不利的環(huán)境中求得生存的一種基本功能 。 ? 目前 ， 有關致癌物的一些簡便檢測方法就是根據 SOS反應原理而設計的 ， 既測定細菌的 SOS反應 。 通常引起細菌 SOS反應的化合物對高等動物都是致癌的。