问题 问答题 简答题

正常营养缺陷型突变体不能在没有添加所需营养物质的培养基上生长。然而,在筛选营养缺陷型突变体的实际实验中,经常会发现一些在没有添加所需营养物质的培养基上仍能缓慢生长的渗漏型突变体(leaky mutant)。试解释渗漏突变体的分子基础。

答案

参考答案:

渗漏突变可以由基因内抑制突变、基因间抑制突变和基因间间接抑制突变引起。

1.在有些回复突变中,第二点回复突变并没有改变正向突变的DNA碱基序列,只是其突变效应被抑制了,因而第二点回复突变通常称为抑制突变。发生在正向突变基因之中的抑制突变叫做基因内抑制突变,例如由碱基替代引起的错义突变和由插入或缺失一个或几个碱基引起的移框突变,都可以被基因内另一位点的突变所抑制。

2.抑制突变也可发生在其他基因之中,这叫做基因间抑制突变。根据野生表型恢复作用的性质还可以分为直接抑制突变和间接抑制突变。直接抑制突变是通过恢复或部分恢复原来突变基因蛋白质产物的功能而使表现恢复为野生型状态。所有基因内抑制突变的作用都是直接的。一些改变翻译性质的基因间抑制突变的作用也是直接的。间接抑制突变不恢复正向突变基因的蛋白质产物的功能,而是通过改变其他蛋白质的性质或表达水平而补偿原来突变造成的缺陷,从而使野生型得以恢复。正向突变的无义突变、错义突变和移框突变都可为另一基因上的突变所抑制,这些抑制突变分别称为无义抑制突变、错义抑制突变和移框抑制突变。这类抑制突变均发生在tRNA基因或与tRNA功能有关的基因上,这些基因又称为抑制基因。

3.基因间间接抑制突变 基因间间接抑制的形式和类别多种多样,凡是能够使某一突变基因产物在一定程度上完成其应有使命的其他基因突变都是基因间间接抑制突变。如果原初突变发生在编码蛋白质的结构基因中,则造成间接抑制的机制主要有以下几种:

(1)假设两个基因的多肽产物相互作用形成一个有功能的多亚基蛋白质复合体,其中一个基因的突变妨碍了正常相互作用。这时如果另一个基因的突变能够恢复这种相互作用,则后一个突变便是前一个突变的抑制突变。

(2)在某一生化途径A→B→C中,负责催化B→C反应步骤的Y基因发生突变后,该酶仅保存微弱的活性,所产生的C量太小而不足以使最终的表现型产生。如果催化A→B反应步骤的X基因产物因结构基因突变(提高X的活性)或基因的调节区域突变(增加产物X的浓度),则中间产物B的浓度增加,在突变的Y基因产物作用下仍然能够产生较多的C,从而产生应有的表现型。这里,X基因突变就是Y基因突变的抑制突变。

(3)当一个生化途径因突变被阻断时,抑制突变可以使反应绕过被阻断的步骤而补偿第一个突变的效应。例如由最初底物A产生最终产物D可以通过两种途径。其中A→B→D为主要途径,A→C→D为活性很低的支路。A→B→D途径因突变失活后,细胞不能产生足量的D,这时,任何提高A→C→D途径活性的突变都能增加D的产量。表现抑制效应。

(4)有时一个基因的突变造成某种有害物质的积累,另一基因的突变可以通过提高分解酶的活性或将有害物质纳入其他生化反应的轨道而消除之。从表现型上,后一个突变也是前一个突变的抑制突变。

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