移码突变( frame shift mutation)是指DNA分子由于某位点碱基的缺失或插入,引起阅读框架变化,造成下游的一系列密码改变,使原来编码某种肽链的基因变成编码另一种完全不同的肽链序列。例如,一个基因的mRNA 一段为:GAA GAA GAA GAA…,翻译产物是一个谷氨酸多肽。如果开头插入一个G.那么mRNA阅读框变成GGA AGA AGA AGA…,翻译产物是一个以甘氨酸开头的精氨酸多肽。移码突变必将引起蛋白质性质的改变从而引起性状的变异,严重时会造成个体死亡。移码突变所造成的
DNA损伤一般远远大于
点突变。
移码突变( frame shift mutation) 是指DNA序列中某一点插入或缺失了1对、2对或几对碱基(不是3或3的倍数,即加减的碱基不相当于1个或多个三联码),造成氨基酸三联密码子转录时的移位,从受损点开始碱基序列的完全改变,并转译成不正常的氨基酸。
由单一
碱基变化产生的突变称为
点突变(point mutation)。如果某一个碱基被同类
碱基置换,如鸟
嘌呤改编成了腺嘌呤、胞
嘧啶改变成
胸腺嘧啶,这种变化称为
转换(transition);如果某一个碱基发生了嘌呤向嘧啶或者是嘧啶向嘌呤的置换,则将这种改变称为
颠换(transversion)。
DNA分子上如果插入或者
缺失一个以上的碱基的变化,则称之为插入(insersion)突变或者缺失(deletion)突变。碱基的插入或者缺失会引起蛋白质
读码框的改变,因此也被称为移码突变(frameshift mutation)。
转换和颠换都只涉及一对碱基,是典型的点突变,其结果可造成一个三联密码子的改变,可能出现错义密码、同义密码和无义密码(链终止密码突变和终止密码子突变)。转换和颠换对生物损害产生的后果取决于其在
蛋白质合成过程中的错义密码和无义密码的多少。镰刀型贫血就是一种典型的碱基置换导致的
血红蛋白和红细胞异常疾病。
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,所以较易成为致死性突变。
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。
对移码突变的抑制机制还不十分清楚,但在
沙门氏菌中,曾发现若干能抑制移码突变的基因,它对无义和误义突变无抑制作用。可以这样设想:
①突变了的tRNA的反密码环不是三联体而是四联、二联或五联体,因而把正常的氨基酸插入到相应位置去。例如
甘氨酸密码子GGG突变后为GGGG,而突变的tRNA的反密码环是CCCC。
例如:DNA
模板链的
碱基序列为:TAC CAT TAG GAT CCC ATT,
转录出的
mRNA碱基序列为:AUG GUA AUC CUA GGG UAA
遗传密码所决定的氨基酸序列为:
甲硫氨酸(起始密码)
缬氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 甘氨酸 终止密码如果在DNA模板链转录
起始位点之后的第3与第4个碱基之间插入一个C,那么DNA模板链的碱基序列变为:TAC CCA TTA GGA TCC CAT T转录出的mRNA碱基序列变为:AUG GGU AAU CCU AGG GUA A
遗传密码所决定的氨基酸序列变为:甲硫氨酸(起始密码) 甘氨酸 天冬氨酸
脯氨酸 精氨酸 缬氨酸,翻译出的
多肽链氨基酸序列发生了巨变。
如果DNA
模板链转录起始位点之后第7个
碱基T丢失,那么DNA模板链的碱基序列变为:TAC CAT AGG ATC CCA TT
转录出的mRNA碱基序列变为:AUG GUA UCC UAG GGU AA遗传密码所决定的氨基酸序列变为:
甲硫氨酸(起始密码)
缬氨酸 丝氨酸 终止密码,所翻译出的多
肽链氨基酸序列与原来相比同样发生了很大的变化。