三、基因突變的分子生物學(xué)基礎(chǔ)
細(xì)菌的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的機制包括：
1．堿基置換（Substitution)：包括兩種類型：轉(zhuǎn)換(Transition)是由嘌呤置換嘌呤或嘧啶置換嘧啶。顛換(Transversion)是指嘌呤置換嘧啶或嘧啶置換嘌呤。如堿基置換發(fā)生于編碼多肽的區(qū)，則因可影響密碼子而使轉(zhuǎn)錄、翻譯遺傳信息發(fā)生變化，因此可以出現(xiàn)一種氨基酸取代原有的某一種氨基酸。也可能出現(xiàn)了終止密碼而使多肽鏈合成中斷，不能形成原有的蛋白質(zhì)而完全失去某種生物學(xué)活性。
2．堿基的減少、增加與倒置：三種情況都可造成對密碼的錯誤閱讀。如DNA原有堿基順序為AAG，GAA，CGC，TGA，如失去第一個A，則成為AGG，AAC，GCT，GA，使原來編碼押肽由亮一組一丙一蘇氨酸改為半胱-亮-精-亮氨酸。這種突變導(dǎo)致的是密碼意義的錯誤，稱為移碼突變。移碼突變的影響范圍自突變點起直到末端整條結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯，引起基因產(chǎn)物的變化比較嚴(yán)重，對生物活性的影響也較顯著。
3．堿基的互變異構(gòu)：四種堿基中的任何一種均可發(fā)生互變異構(gòu)，在作為模板時可引起互補堿基的改變。如當(dāng)胸腺嘧啶以正常形式（即酮基型)為模板時，配對的互補堿基為腺嘌呤；當(dāng)前者變?yōu)橄┐夹徒Y(jié)構(gòu)時，通過氫鍵配對的堿基可變?yōu)轼B嘌呤。（圖5-3)
圖5-3 堿基的互變異構(gòu)
細(xì)菌自發(fā)突變的發(fā)生原因可能是宇宙間普遍存在的短波輻射、熱及自然界存在的一些具有致突變作用的物質(zhì)。人工應(yīng)用理化因素可誘發(fā)突變者稱為誘變劑。化學(xué)誘變劑包括核苷酸堿基的類似物如分子結(jié)構(gòu)類似胸腺嘧啶的5-溴尿嘧啶。烷化劑可改變堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)也是誘變劑。吖啶類染料可螯合入DNA的堿基對之間，引起DNA在復(fù)制過程中出現(xiàn)堿基對的插入或缺失。紫外線與X線是常用的物理誘變劑。紫外線可使鄰近的胸原嘧啶構(gòu)成雙體，引起DNA結(jié)構(gòu)的變化而致突變。
