抑制性突變
抑制性突變原始突變表現型效應發生後反轉或者減輕該效應的一種突變。抑制性突變因此重建突變前的表現型[1]。抑制性突變可以用來確定影響一個生理過程基因的位置。抑制性突變也可以被用來研究分子之間的相互作用[2]。
基因內抑制和跨基因抑制[編輯]
可分為以下幾種：[3]
基因內抑制[編輯]
基因內抑制的突變發生在原始突變所發生的同一基因里。弗朗西斯·克里克等在他們的經典研究中使用基因內抑制來研究遺傳密碼的基本特徵。這個研究證明基因由不重疊的以三個核酸一組的密碼子組成[1]。
學者們發現假如一個單獨的插入或刪除導致一個突變的話那麼在附近的一個反向突變可以「抑制」或者反轉該突變。這說明基因要通過「閱讀框架」來閱讀，假如在基因里插入或者消除一個核酸的話那麼整個閱讀框架就會被移動（框移突變），使得後面的去氧核糖核酸編碼成其它肽，而不是原來應該編碼的肽。因此學者們得出結論第二個反向的突變恢復了閱讀框架，關鍵的在於這兩個突變之間的部分不涉及蛋白質的關鍵功能[1]。
除閱讀框架外克里克還使用抑制性突變來確定密碼子的大小。他們發現插入或者刪除一個或兩個核酸會導致變異的表現型，但是插入或者刪除三個核酸會導致一個野生型。由此學者們得出結論插入或者刪除3個核酸不改變閱讀框架，因此遺傳密碼的確由3個核酸組成[1]。
跨基因抑制[編輯]
跨基因抑制通過在基因組的另一個突變減輕第一個突變造成的影響。第2個突變發生在與第一個突變不同的基因上[2]。跨基因抑制可以用來研究分子（比如蛋白質）之間的互動。比如一個破壞蛋白質間互補互動的突變可以通過基因組其它地方的另一個突變被恢復，或者這個新突變可以為分子之間的互動提供另一個選擇途徑。使用這個方法一些生物化學蛋白質、訊息傳遞和基因表現通道被發現。
這樣被發現的通道包括接受體配體互動以及DNA複製、轉錄和翻譯的組成部分的互動[1]。
這樣的跨基因抑制也比較容易在群里保存下來。比如假如大腸桿菌在受到藥物衝擊過程中產生這樣的抑制性突變來抵抗藥物的作用，在藥物被取消後它們不易突變回到原先的狀態，因此假如藥物再次被施用時它們就會顯示出耐藥性[4]。帶有這樣特徵的系非常可能在沒有藥物的狀況下比沒有耐藥性的系差，因此會演變成中間系。這樣的中間系會產生等位基因很難被返回到抑制性突變前的狀態。因此這樣的耐藥性容易在整個群里留下來。
抑制性突變也會在編碼病毒結構蛋白質的基因里發生。比如T4噬菌體需要各種結構組成部分，這些組成部分的比例必須相配。一個突變可以把一個氨基酸的一個密碼子變成一個沒有意義的停止密碼子TAG。假如該病毒感染一個大腸桿菌後這個突變被弱地抑制，它只能生產少量的所需要的結構組成部分。在這種情況下噬菌體不能繁殖，或者只能很少繁殖。但是假如該病毒有另一個結構蛋白質基因的虛弱變異的話有時它又能夠複製產生新病毒[5]。原因是由於第二個突變減少了第二個結構蛋白質的數量使得雙方的比例又恢復了正常。比如假如第一個突變使得尾鞭纖維的生產數量降低為十分之一，那麼大多數生產的病毒有無效尾鞭纖維而不能正常運作。但是假如第二個突變導致基礎板部分的生產量也只有十分之一的話那麼鞭毛和基礎板之間的生產比例恢復，使得病毒又可以生產有感染力的病毒[5]。
回復[編輯]
在微生物基因學裏把一個突變通過抑制性突變（要麼通過基因內抑制還原，要麼通過跨基因抑制補償）恢復到原來的基因型或表型的過程被稱為回復。
參考資料[編輯]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Hartwell, L. H., Hood, L., Goldberg, M. L., Reynolds, A. E., Silver, L. M., & Veres, R. C. (2008). Genetics: From Genes to Genomes. New York: McGraw-Hill.
- ^ 2.0 2.1 Hodgkin J. Genetic suppression. 2005 Dec 27. In: WormBook: The Online Review of C. elegans Biology [Internet]. Pasadena (CA): WormBook; 2005-.
- ^ Madigan M, Martinko J (editors). Brock Biology of Microorganisms 11th ed. Prentice Hall. 2006. ISBN 0-13-144329-1.
- ^ Bergstrom, Carl T.; Feldgarden, Michael. The ecology and evolution of antibiotic-resistant bacteria. Pathogens: Resistance, Virulence, Variation, and Emergence. 2007年11月22日: 125–138 [2023年4月11日]. ISBN 978-0-19-920746-6. doi:10.1093/acprof:oso/9780199207466.003.0010.
- ^ 5.0 5.1 Floor E. Interaction of morphogenetic genes of bacteriophage T4. J. Mol. Biol. 1970, 47 (3): 293–306. PMID 4907266. doi:10.1016/0022-2836(70)90303-7.
外部連結[編輯]
- The mutations chapter of the WikiBooks General Biology textbook （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Examples of Beneficial Mutations
- Software for Mutated Proteins' Activity Prediction