致突变
致突变作用
4 机体对致突变作用的影响
❖ 机体对突变DNA具有修复机制。 ❖ 机体对致突变作用的影响相当复杂,其中重要的因
素是遗传因素，包括代谢酶遗传多态性和修复功能 的个体差异。 ❖ 4.1 DNA损伤的修复 ❖ 4.2 遗传因素对致突变作用的影响
第7章 外源化学物的致突变作用
❖ 1 概述 ❖ 2 致突变作用 类型 ❖ 3 致突变作用 机制与后果 ❖ 4 机体对致突变作用的影响 ❖ 5 致突变作用 研究方法
1 概述
❖ 1.1 基本概念 ❖ 1.2 遗传学基础 ❖ 1.2.1 DNA与基因结构（自习） ❖ 1.2.2 染色质与染色体（自习） ❖ 1.2.3 体细胞与生殖细胞（自习） ❖ 1.2.4 细胞周期与细胞分裂
RNA、蛋白质和其它物质。 ❖ M期（有丝分裂期）：进行有丝分裂，一个细胞分裂成二个
子细胞。
2 致突变作用 类型
❖ 基因是DNA链上的片段序列。 ❖ 化学毒物引起基因突变作用的类型有： ❖ 2.1 基因突变 ❖ 2.2 染色体畸变 ❖ 2.3 染色体数目异常
2.1 基因突变
❖ 包括三种类型: ❖ 碱基置换 ❖ 移码 ❖ 大段损伤
碱基置换
❖ 碱基置换是DNA链上某一碱基配对性能发生 变化，使其在复制时DNA互补链配上错误的 碱基。包括：
❖ 转换：原来的嘌呤或嘧啶被另一种嘌呤或嘧 啶置换。
❖ 颠换：是原来的嘌呤被嘧啶置换或嘧啶被嘌 呤置换。
移码
❖ 移码是DNA中增加或减少了一对或几对不等 于3的倍数的碱基对(三联密码错误)所造成的 突变。
1.2.4 细胞周期与细胞分裂
毒理学 第七章-致突变
单体型——45,x 41
减数分裂中染色体不分离
a 同源染色体不分离；b 姐妹染色单体不分离
42
21三体导致先天愚型(Down氏综合征) Down综合征与母亲年龄 43
2．多倍体 (euploid)
正常是2n 染色体数目以染色体组为单位成倍增加， 如形成三倍体(triploid)： 3n为69条染色体 四倍体(tetroploid)等： 4n为92条染色体。
50
2. 平面大分子嵌入DNA链
以非共价结合（静电吸附）形式嵌入DNA 的碱基之间，造成碱基对的缺失或者额外碱基 对的增加，引起移码突变
a：臂内倒位
b：臂间倒位
31
染色体倒位可能会导致自然流产、不 孕不育、畸胎等不良妊娠结局
32
4) 易位(translocation)
一个染色体片段的位置改变了 染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上
相互易位
33
慢性粒细胞白血病, 人第22号染色体和第 14号染色体易位
34
缺失 重复 倒位 易位
鸟嘌呤（G）6位氧(O6)上的烷化，不与胞嘧啶（C）配 对，而是与胸腺嘧啶（T）配对。烷化剂引起的DNA碱基 对的改变G:C-A:T
鸟嘌呤脱落，留下无嘌呤或无嘧啶（AP）位点，其他碱 基配上，引起突变
49
碱基脱落
鸟嘌呤甲基化后脱落，留下AP位点
鸟嘌呤N7位烷化作用的后果有（ ） A鸟嘌呤脱落 B脱嘌呤 C作用碱基缺失 D移码突变 E以上都是
错义突变：突变后引起氨基酸序列改变 无义突变：突变成终止密码子，使肽链合
成提前终止（UAG，UAA，UGA） 同义突变：突变后不引起氨基酸序列改变
五章外源化学物质突变作用
1、复制前修复 光复活：
胸最腺常嘧见啶的形紫成外二线聚对体D。NA的损伤：相邻2个 修复：在长波紫外线或短波可见光诱导
下，光裂合酶可催化嘧啶二聚体进行单体 化。在人类未得到充分证明。 “适应性”反应
低剂量烷化剂可诱导一种专一蛋白质（酶） 的合成，这种酶称为烷基转移酶或烷基受 体蛋白。
可将结合到碱基上（鸟嘌呤）的烷基转移 到酶本身的半光氨酸-SH基上，恢复嘌呤本 身的结构。
类 型
转换(transition) 颠换(transvertion)
它包括转换和颠换两种情况： 原来的嘌呤被另一嘌呤置换或原来
的嘧啶被另一嘧啶置换，我们称之为转 换(transition）； 若原来的嘌呤被嘧啶置换或原来的嘧 啶被嘌呤置换，我们则称之为颠换 (transversion）。 无论是转换还是颠换都只涉及一对碱 基，其结果可造成一个三联体密码子的 改变, 可能出现同义密码、错义密码和 终止密码。由于错义密码所编码的氨基 酸不同，表达的蛋白质可能发生改变； 如果错义密码为终止密码，可使所编码 的蛋白质的肽链缩短。
总之，任何DNA损伤，只要修复 无误，突变就不会发生；如果修 复错误或未经修复，损伤就得以 固定(fixed)下来,于是发生突变。 因此诱发突变是一个受控制的过 程，失控才真正发生突变。一般 来说从DNA损伤到损伤固定需要 几次细胞分裂周期才能形成。
四、突变的不良后果
突
突变的不良后果
变
的发生在生殖细胞，无论其发生
在任何阶段，都存在对后代影响的可能性， 其影响后果可分为致死性和非致死性两种。 致死性影响可能是显性致死和隐性致死。显 性致死即突变配子与正常配子结合后，在着 床前或着床后的早期胚胎死亡。隐性致死要 纯合子或半合子才能出现死亡效应。 如果生殖细胞突变为非致死性，则可能 出现显性或隐性遗传病，包括先天性畸形。 在遗传性疾病频率与种类增多时，突变基因 及染色体损伤，将使基因库负荷增加。 基因库(gene pool)是指一种物种的群体中 生殖细胞内具有的、并能传给后代的基因总 和。 遗传负荷(genetic load)系一种物种群体中 每一个体携带的可遗传给后代的有害基因的 水平。
致突变试验的概念
致突变试验的概念引言突变试验是一种重要的实验方法，用于研究有机生物体遗传物质的突变现象。
通过此类试验，我们能够更好地了解突变的发生原理、频率和遗传效应等。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨突变试验的概念及其重要性。
什么是突变试验突变试验是一种人工诱发或检测自然发生突变的实验方法。
通过这种方法，我们可以观察到一种或多种突变体形成的频率以及其对有机生物体的遗传特性造成的影响。
突变试验有助于研究突变与遗传的关系，并在诸多领域中有着广泛的应用。
突变试验的重要性突变试验在科学研究中具有重要作用：1. 突变频率研究通过突变试验，我们能够确定特定条件下突变发生的频率。
这对于评估化学物质、辐射等因素对基因组的影响至关重要。
突变频率研究有助于评估环境中的潜在危害物质，为人类健康和环境保护提供科学依据。
2. 突变机理研究突变试验可以帮助我们探索突变机理。
无论是通过人工诱发突变还是检测自然突变，我们都能够分析突变的形成原因和过程，从而更好地理解基因组的稳定性和突变的遗传效应。
3. 新物种培育突变试验也被广泛应用于农业和畜牧业领域。
通过诱发或筛选出特定突变体，我们可以培育出具备重要经济价值的新品种。
比如在小麦育种中，突变试验为生产高产量、耐逆性强的种子提供了有效的方法。
4. 肿瘤治疗研究突变试验在肿瘤治疗研究中发挥着关键作用。
通过检测肿瘤细胞的突变特征，我们可以选择最有效的治疗方案。
突变试验为个体化治疗提供了基础，有助于提高肿瘤治疗的准确性和疗效。
突变试验的类型突变试验可以分为几类，每一类都有其特定的目的和应用：1. 诱变试验诱变试验是通过外界因素的诱导来诱发一定范围内的突变。
例如，使用化学物质或辐射来处理基因组样本，观察突变频率和类型的变化。
诱变试验常用于评估新药物、新材料等的遗传毒性以及评估环境中的突变危险性。
2. 随机突变试验随机突变试验是在自然条件下观察和检测突变。
通过对大量有机生物样本的遗传物质进行分析，我们可以获取突变的频率和类型信息。
致突变作用食品毒理学
第四页，编辑于星期三：五点 三十三分。
? （二）染色体畸变 (chromosome aberration)
1、 指染色体的结构改变 –染色单体型畸变 (chromatid-type aberration)
–染色体型畸变 (chromosome aberration)
染色体畸变
裂 断 缺 断 微 无 环 双 倒 易 重插 辐
10、小鼠特异基因座试验
? 特异基因座试验 (SLT) 是利用两种品系的 小鼠，一种为 T型，其有几个与毛色、眼
色和耳型有关的隐性突变基因的纯合子
；另一种为 3H1或C57BL系，不具有这些 基因的野生型，使后一种小鼠接触受试 物，使之与 T系交配。如果受试物未能使
相应位点发生突变，则杂交一代为杂合
加一条或几条染色体。缺失一条染色体时称为单体 (monosome) ，增加一条染色体时称为三体 (trisome) 。
染色体数目的改变会导致基因平衡的失调，可能影响
细胞的生存或造成形态及功能上的异常。如 21三体导 致先天愚型 (Down氏综合征 )。 –（2） 整倍体 整倍体 (euploid) 指染色体数目的异常 是以染色体组为 单位的增 减， 如形成三倍体 (triploid) 、四倍体 (tetroploid) 等。在人体， 3n 为 69条染色体， 4n为92 条染色体。在肿瘤细胞及人类自 然流产的胎儿细胞中可有三倍体细胞的存在。发生于
第十五页，编辑于星期三：五点 三十三分。
? 8、非程序性 DNA合成试验（ USD试验）
? 原理
正常情况下，于细胞有丝分裂周期中，仅
S期是DNA合成期。当 DNA受损伤时，损伤修 复的 DNA合成主要在其他细胞周期，称程序外 DNA 合成，即 UDS ，因此发现 UDS增高，即表 明DNA 发生过损伤。
第六章致突变作用及其评价
第六章致突变作用及其评价一、物理致突变作用物理致突变作用包括辐射和高温等。
辐射致突变作用主要有电离辐射和非电离辐射两类。
电离辐射直接作用于DNA分子，产生切割和离子化，导致碱基的改变和突变；非电离辐射通过激发态分子产生自由基，再与DNA发生反应，引起碱基缺失、骨架断裂等突变。
高温致突变作用主要通过破坏DNA的双螺旋结构，导致碱基的改变和突变。
评价物理致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和克隆肥大度等。
突变频率是指单位时间和单位器官细胞中突变细胞的比例，可以通过突变频率实验来测定。
突变谱则是指突变细胞中各类突变的比例，可以通过分子生物学技术和测序方法来分析。
克隆肥大度是指突变细胞在培养基上形成的克隆的大小和数量，可以通过克隆形成试验来测定。
二、化学致突变作用化学致突变作用包括化学射击和化学诱变剂两类。
化学射击是指化学物质直接与DNA发生反应，引起碱基改变和突变。
化学诱变剂则是通过诱导DNA产生加合法或错配法复制，导致突变。
常见的化学诱变剂有碱基类似物、交联剂和DNA切割剂等。
评价化学致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和鉴定突变基因等。
突变频率的测定方法与物理致突变作用的评价方法相同。
突变谱的分析和鉴定突变基因的方法则需要借助生物学、分子生物学和遗传学等多种技术手段，如突变谱分析和基因克隆。
三、生物致突变作用生物致突变作用是指生物体内的内源性或外源性因素引起的突变。
内源性因素包括细胞自身的突变机制和DNA复制错误等，外源性因素则包括病毒、细菌和真菌等微生物的感染。
评价生物致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和鉴定突变基因等。
突变频率和突变谱的测定方法与物理致突变作用和化学致突变作用的评价方法相似。
鉴定突变基因的方法则需要借助生物学、分子生物学和遗传学等多种技术手段，如基因进行克隆和功能验证。
综上所述，对致突变作用的评价可以通过突变频率、突变谱和鉴定突变基因等多种方法来进行。
不同的致突变作用可能对生物体产生不同的影响，因此在评价致突变作用时需要综合考虑不同评价指标的结果。
致突变作用名词解释
致突变作用名词解释
致突变作用（inducing mutation），是一种通过外部因素导致突变的过程。
常见的致突变作用包括化学物质、放射线、紫外线、高温、高压、病毒等等。
这些因素会直接或间接地引发细胞DNA发生变化，从而导致基因突变，进而影响到细胞的生长、分化、转化等过程。
在生物学研究中，致突变作用是一种非常重要的实验手段，通过对生物体进行致突变作用，可以产生大量新的变异体，用于基因功能研究、育种、基因治疗等方面。
同时，致突变作用也是一种对环境污染和生物安全的监测手段，通过检测生物体中的突变频率可以评价环境的危害程度，从而采取相应的防护措施。
然而，致突变作用也是有风险的，如果过度或错误地使用会给生物体带来严重的损害，甚至引发癌症等疾病。
因此，在使用致突变作用时，需要严格按照操作规程进行，避免对生物体造成不必要的危害。
致突变
1、非整倍体 、 指比二倍体多或少一条或多条染色体。 指比二倍体多或少一条或多条染色体。
缺体是指缺少一对同源染色体， 2n-2 单体指某一对同源染色体相应地少一个， 2n-1（X单体） 三体指某一对同源染色体相应地多一个，2n+1（21三体） 四体则指其比同源染色体多一对， 2n+2
2、整倍体 、 指染色体数目的异常是以染色体组为单位的增减， 指染色体数目的异常是以染色体组为单位的增减， 如三倍体、四倍体。 如三倍体、四倍体。
Down 综合征-为21-三体syndrome 综合征- 21-三体syndrome
发病率：1/800，1.25‰ 10亿人口计 亿人口计， 发病率：1/800，1.25‰，以10亿人口计， 1.25‰x10亿=125万 1.25‰x10亿=125万。 体征：智力发育不全，发育迟缓，面容呆滞， 体征：智力发育不全，发育迟缓，面容呆滞，眼 距宽。眼裂小，外眼角上斜，鼻根扁平， 距宽。眼裂小，外眼角上斜，鼻根扁平，张口伸 流涎水缺乏抽象的思维能力， 舌，流涎水缺乏抽象的思维能力，只会发单音 常伴有四肢、五官、内脏、 节。 常伴有四肢、五官、内脏、皮肤等方面的异 50%患者伴有先天性心脏病 患者伴有先天性心脏病， 常。 50%患者伴有先天性心脏病，是死亡的主要 原因。白血病的发病率高于常人20 20倍 原因。白血病的发病率高于常人20倍。
（2）重复（duplication） ）重复（ ）
当一个染色体发生三处断裂， 当一个染色体发生三处断裂，带有两断端的断片插入到另 一臂的断裂处或另一染色体的断裂处重接起来， 一臂的断裂处或另一染色体的断裂处重接起来 ， 称为插入 （insertion） 。 ） 如此时有缺失的染色体和有插入的染色体是同源染色体， 如此时有缺失的染色体和有插入的染色体是同源染色体， 且分别有一处断裂发生于同一位点， 且分别有一处断裂发生于同一位点，则插入将使该染色体连 续出现两段完全相同的节段，此时称为重复 重复。 续出现两段完全相同的节段，此时称为重复。
第六章--致突变作用及其评价
国际环境致突变物致癌物防护委员会 〔ICPEMC〕于1979年曾把致突试验按其观察的 遗传学终点分为四类：
〔1〕基因突变； 〔2〕染色体畸变； 〔3〕不别离； 〔4〕原发性DNA损伤。
1983年重新提出将致突变试验所反响的遗传学终点 分为5类：
〔1〕DNA完整性的改变〔形成加合物断裂、交 联〕；
〔2〕 DNA重排或交换；
1. 试验动物：多用雄性大鼠或小鼠进行。
2. 动物接触被检物的时间：可为一次、5～7天或3个月。 其中3个月者效果较好。然后将雄性与雌性动物按1：2比例 交配，雌性动物不接触化学受试物。小鼠连续交配6周，大 鼠8周，每周更换一批雌鼠。
3. 观察指标
雌鼠受孕后12～13天剖腹取出子宫，检查并记录活胎 数、早期死亡胎数、晚期死亡胎数，并计算总着床数〔可 按早期与晚期死亡胎数和活胎数计算〕以及每只受孕动物 平均着床数。
3 姊妹染色单体交换〔sister chromatid exchange，SCE〕 试验
遗传学终点：①染色体完整性改变②DNA重 排或交换
4 显性致死突变试验〔dominant lethal mutation test〕
遗传学终原理点：：通染过色哺体乳完动物整生性殖改细变胞染色体畸变进行的致
突变作用试验。哺乳动物生殖细胞染色体发生突变时，往 往不能与异性生殖细胞正常结合，易出现受精卵在着床前 死亡和胚胎早期死亡。显性致突变的机理可能是生殖细胞 染色体的断裂和易位。
观察对象：嗜多染红细胞〔PEC〕中的微核发生率， PEC是红细胞成熟发育过程中的一个阶段，此时红
细胞主核已经排出，因细胞质内含有核糖体，Giemsa染色 后呈兰灰色，便于与成熟红细胞鉴别〔成熟红细胞Giemsa 染色后呈桔红色〕，微核与细胞核一致，呈紫红色或紫兰 色。
化学毒物致突变作用及其评价
倒位（inversion）
倒位的细胞学效应和遗传学效应
• 细胞学效应：倒位杂合体在减数分裂同源染 色体配对时，形成倒位环。
• 遗传学效应：倒位区内重组，形成不可育配 子。被称为“抑制重组。”
易位 （translocation）
易位的细胞学和遗传学效应
易位是指染色体片段的转移，既可发生在 非同源染色体间，亦可发生在同一条染色 体的不同位置。 易位往往造成基因移位或断裂，影响基因 功能。
化学毒物致突变作用及其评价
基本概念
• 变异（variation）--亲代之间或子代个体之间出 现不同程度的差异，这种差异称为变异
• 突变(Mutation)--遗传物质的结构改变而引起的 遗传信息改变，均可称为突变。
• 按突变原因分为自发突变和诱发突变，自发突变 与物种的进化有关；诱发突变指人为的造成突变。
T
A
G
C
转换
颠换
基因突变------转换与颠换示意图
基因突变—— 碱基置换 (错配)
原 DNA
A
T
GC
T
GGC
T
A
CGA
CCG
颠换 转换
A
c
GT
T
GGC
T
G
CA
A
CCG
A
T
GC
A
CTG
T
A
CG
T
G AC
基因突变—— 框移突变（ frame-shift mutation ）
移码突变(frameshift mutation):指改变从mRNA到蛋白质翻译过程 中遗传密码子读码顺序的改变。如图：
人类23对染色体核型
染色体结构的畸变
第八章外源化学物致突变作用ppt课件
二、致突变试验中的一些问题
1. 阴性和阳性对照的设立 2. 体外试验的活化系统 S9 3. 致突变试验与致癌试验的关系
4.试验结果在毒理学安全性评价中的 作用。
质量控制 a）阴性对照组和阳性对照组的设立 b）盲法观察； c）资料处理； d）实验结果重现性。 阴性结果判定条件 阳性结果判定条件
三、常用的致突变试 验方法
受试组回变菌落数≥阴性对照组回变菌落 数的2倍,并有剂量反应关系或至少某一测试 点有可重复的并有统计学意义的阳性反应.
▲ 点试法: 如受试物点样纸片周围长出较多密集的回
变菌落,与阴性对照组相比有明显区别.
结果报告(平板掺入法) 阳性结果至少重复试验共3次,阴性结果
至少重复试验共2次,才能作出判断.
2.多倍体 ——细胞染色体数目成倍增加。 (三倍体,四倍体等)
第三节 化学毒物致突变作用的
机制及后果
一、机制
（一）引起DNA突变
1.碱基损伤 1）碱基错配 2）碱基类似物的取代 3）碱基的结构改变或破坏 4）平面大分子嵌入DNA链
2。DNA链受损 1）二聚体的形成 2）DNA加合物形成 3）DNA-蛋白质交联物形成
毒理学基础
第八章 外源化学物的致突变作用
第一节 概述
一、基本概念
1. 变异(variation)-----由于遗传物质在自我复 制过程 中的偶而失误,或由于个体发育与 生存受到变化的内外环境条件的影响,一 种物种在个体或历代间的性状出现不同 程度的差异.
2. 突 变 （ mutation ） ——因遗传结构本 身的改变及其引起的变异（可遗传的 变异)。
本试验使用的TK座位杂合子(TK+/-)细胞， 它单步正相突变就会形成TK+/-表型，失去 TK活性，获得TFT抗性，即能像杂合子一 样利用从头合成途径在普通培养基中生长， 又能在TFT选择性培养基中存活，此时存 活的即为自发或致突变的TK+／-集落．
第六讲致突变作用
⑤ 自发回变数测定：受试菌株在保存或培养 过程中，能产生自发回变。 v 不 同 菌 株 的 自 发 回 变 数 有 一 定 范 围， T A97( 9 0 ~ 1 8 0 ) 、 T A98( 1 5 ~ 6 0 ) 、 TA100(75~200)、TA102 (240~360)。 v 鉴 定方法：取受试菌株新鲜培养液加到顶层 琼脂中，摇匀，迅速倾入底层葡萄糖平皿上， 培养48小时，计数自发回变菌落数。
20
突变的不良后果
突变的不良后果
体细胞突变
生殖细胞突变
癌 变
致 畸衰 老Biblioteka 21配 子 死 亡
死 胎
自 发 流 产
先 天 畸 形
药物致突变作用的检测方法
z 用 短期致突变试验来预测化学物质潜在致癌性 的设想，自70年代以来逐步得到证实，并为世 界所公认。据不完全统计，70年代发展和建立 起来的短期致突变方法多达100多种，但均各有 优缺点，需要不同检测方法的互相补充和引证。 z 选 择短期致突变试验的原则：方法应简单、经 济、快速和易于重复，在一定允许范围内的假 阴性和假阳性，敏感性高，敏感谱广。 z 主 要采用体外测试系统，再适当结合体内测试 系统的原则。
32
④ R因子的鉴定：带有R因子的菌株具有抗氨 苄 青 霉 素 的 特 性 ， 据 此 以 鉴 别 R 因 子 之 存 在， TA102菌株含PAQ1质粒（含抗四环素因子）。 v 鉴定方法：在琼脂平皿上滴加氨苄青霉素溶液， 不含R因子的菌株在氨苄青霉素周围有一生长 抑制区，含R因子的菌株因具有抗氨苄青霉素 的作用，故无抑制区。 v 同法滴加四环素溶液，可鉴定PAQ1质粒。
9
致突变作用的类型
（2）颠换型突变（transversion）： ª 指DNA多核苷酸链上的碱基中，嘌呤取代嘧啶 或嘧啶取代嘌呤所引起的突变。结果也是多肽 链中一个氨基酸的变更。 ª 一些烷化剂如二乙基亚硝胺等可引起这种突变。
致突变、致畸、致癌效应的区别和联系
致突变、致畸、致癌效应的区别和联系致突变效应：是指环境污染物或其他环境因素引起生物细胞的遗传物质发生突然改变的一种作用，这种变化的遗传物质，在细胞分裂繁殖过程中可传递给子代细胞，使其具有新的遗传特性。
可分为基因突变和染色体变异致畸作用：环境中某些物质或因素通过母体影响胚胎的发育，使细胞分化和器官发育不能正常进行，以致出现器官或形态结构上的畸形，此种作用称为致畸作用或致畸胎作用。
可引起致畸作用的物质称致畸物。
广义的致畸应包括生化、生理功能或行为方面的发育缺陷在内。
致癌作用：环境中致癌物诱发肿瘤的作用。
肿瘤有良性和恶性之分，恶性肿瘤又称癌。
估计80～85%的人类肿瘤与环境中的致癌物有关。
这三者（突变、致畸、致癌效应）的联系：（1）化学物质，物理因素和生物因素都有可能引起三致作用（2）致突变作用如影响生殖细胞而发生突变时，可影响妇女的正常妊娠，而出现不孕、早期流产、畸胎或死胎，还可以发生遗传特性的改变而影响下一代。
致突变作用如发生在体细胞时，则不具有遗传性质，而是使细胞发生不正常的分裂和增生，其结果可能表现为癌的形成（3）致突变与致癌之间的关系非常密切，很多致突变物能引起实验动物的癌症，同样很多动物致癌物也为致突变物。
这三者（突变、致畸、致癌效应）的区别：（1）致突变作用可分为基因突变和染色体畸变两大类。
基因突变只涉及染色体的某一部分，并未涉及整个染色体，是属于分子水平的变化，因此不能用普通光学显微镜直接观察，只能借助其他方法加以测定。
染色体畸变是一个或几个染色体的结构或数目发生变化，这种变化可用光学显微镜进行直接观察。
这两种突变类型仅有程度之分，而无本质差别。
致畸作用可用肉眼进行观察，而致癌作用可用光学显微镜进行直接观察。
（2）基因突变的机理是在致突变物的作用下，DNA中碱基对的排列顺序发生变化，造成基因控制下蛋白质合成错误，可表现为酶功能或结构功能的破坏和丧失，导致细胞的遗传性状发生变化而引起突变。
致突变试验的概念
致突变试验的概念一、前言突变试验是指通过对生物体进行基因突变的方法，来研究基因功能及其与表型之间的关系。
这种试验方法具有广泛的应用价值，可以用于遗传学、生物学、医学等多个领域的研究。
二、突变试验的分类根据突变产生的方式，突变试验可以分为两类：自发性突变和诱导性突变。
自发性突变是指在自然环境下产生的随机基因突变，而诱导性突变则是通过外部因素刻意引起的基因改变。
三、诱导性突变方法1. 化学诱导法：使用化学物质来引起基因改变。
常用化学物质包括亚硝酸盐、甲醇等。
2. 物理诱导法：使用辐射或高温等物理因素来引起基因改变。
常用辐射包括X射线、紫外线等。
3. 高能粒子诱导法：使用高能离子束来引起基因改变。
这种方法具有高效率和可控性等优点。
四、常用的突变试验模型1. 细菌：细菌易于培养和操作，且其基因组较小，适合进行基因突变研究。
2. 酵母菌：酵母菌是一种单细胞真核生物，其基因组大小适中，能够进行大规模的突变筛选。
3. 昆虫：昆虫具有较长的代谢周期和复杂的生命周期，适合进行基因功能研究。
4. 小鼠：小鼠是哺乳动物中常用的实验动物，其基因组与人类相似度高，能够进行基因功能研究。
五、突变试验在医学研究中的应用1. 突变诱导癌症模型：通过诱导癌细胞基因突变来建立癌症模型，从而深入了解癌症的发生机制和治疗方法。
2. 基因治疗：将特定基因导入人体细胞中，以改善某些遗传性疾病或肿瘤等。
3. 药物筛选：通过突变试验筛选出对某种药物敏感或耐药的细胞系或动物模型，为药物开发提供参考。
六、结语突变试验作为一种基础性的实验方法，具有重要的研究价值和应用前景。
在未来的研究中，我们可以进一步探索其潜力，为人类健康和生命科学领域的发展做出更大的贡献。
危险废物鉴别标准——致突变性鉴别
危险废物鉴别标准——致突变性鉴别背景介绍危险废物是指因其具有毒性、腐蚀性、致突变性、致畸性、致癌性或其他有害特性，可能对人类和环境造成危害的废弃物质。
其中，致突变性鉴别是一项非常重要的工作，旨在对危险废物进行鉴别和分类，以保障人类健康和环境安全。
内容1. 定义：致突变性是指物质引起遗传基因的改变，导致生物的突变现象。
危险废物的致突变性鉴别，就是分析和评估废物样本是否具有引起遗传变异的潜能。
2. 鉴别方法：- 细菌倒位突变试验：该试验使用细菌作为生物指标，通过观察细菌暴露于废物样本后的反应情况，来判断废物是否具有致突变性。
- 显性致突变测试：该测试将细胞直接暴露于废物样本中，通过观察细胞的生长情况和形态变化，评估废物对细胞的致突变性。
- DNA变异分析：通过DNA序列分析技术，检测细胞是否受到废物暴露后的基因突变影响，进而评估废物的致突变性。
- 动物试验：该试验使用生物模型动物，观察和记录动物在接触废物样本后的行为、外观和生理指标的变化，以评估废物的致突变性。
3. 操作指南：- 根据鉴别方法选择合适的实验技术，并准备相应的试剂和实验器材。
- 采集废物样本，并确保样本的稳定性和完整性，避免交叉污染。
- 严格按照操作程序进行实验，确保实验结果的准确性和可靠性。
- 对实验结果进行数据分析和解读，根据相关标准和指南进行评估和分类。
结论致突变性鉴别是危险废物鉴别的重要环节之一，它对于保护人类健康和环境安全至关重要。
通过合理选择鉴别方法，并严格执行操作指南，能够准确评估废物的致突变性，并根据其风险等级进行分类管理。
相关部门和企事业单位应加强废物鉴别的技术研究和规范制定，以提高危险废物管理的科学性和有效性，为可持续发展做出贡献。
> 注意：以上内容仅供参考，具体鉴别过程需要根据实际情况和相关法规进行确定。
三致反应名词解释药理学
三致反应名词解释药理学
三致反应是指致畸、致癌、致突变。
它们是药物损伤细胞遗传物质所致的特殊毒性作用，常用于评价药物的安全性。
药物损伤 DNA，干扰 DNA 复制锁引起的基因变异或染色体畸变称为致突变;基因突变发生于胚胎细胞可致畸，发生于一般细胞可致癌。
例如，抗肿瘤药烷化剂等具有致癌作用，而苯妥英钠等药物有致突变作用。
此外，药物的不良反应还包括副作用、毒性反应、后遗效应、继发性效应、过敏反应等。
在药理学中，ED50 是指能引起 50% 最大反应强度的药量，在量反应中指能引起 50% 实验对象出现阳性反应时的药量。
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突变作用的研究史
• 20世纪50年代Watson 和Crick阐明了DNA的 结构，为研究突变机 理开辟了一条新的途 径。 • 根据Franklin的新X光 照片,Watson和Crick 提出了双螺旋结构的 设想,幵将核糖核酸和 磷酸组成的骨架放在 分子的外面1962年获 诺贝尔生理学医学奖
致突变作用的研究史
三、遗传学基础
三、遗传学基础
◆1、DNA与基因 DNA(deoxyribonucleic acid) 由四种脱氧核糖核苷酸经磷酸二酯键 连接而成的长链聚合物，是遗传信息的载 体。 基因(gene) 基因--有遗传效应的DNA片段，是控制 生物性状的基本遗传单位。
三、遗传学基础
2、染色质与染色体 (chromatinandchromosome) ◆ 染色质—存在于间期细胞的细胞核中， 它由DNA、组蛋白、及少量的RNA组成， 形似串珠状的复合体。 ◆染色体—有在细胞分裂时，染色质才螺旋 化并折叠成染色体。
• 1969年，Hollaender主持下，在美国成立了诱变 协会(Environmental mutagen society,EMS)。 • 遗传毒理学形成为独立学科。
• 国际癌症研究中心（IARC）证明人类癌症约有 90%不化学物（包括药物）有关，幵明确指出， 致癌剂中90%也是致突变剂。
二、 基本概念
突变的后果
（一）生殖细胞突变 （1）基因突变对于健康的意义在于与许多按孟德尔 定律遗传的疾病有关。 （2）基因突变除了引起按孟德尔遗传规律遗传的疾 病外，在人类许多复杂病因的疾病中，遗传因素也 起着部分作用。即增加下一代基因库(gene pool) 的遗传负荷(genetic load)。 基因库指某一物种在特定时期中能将遗传信息 传至下一代的处于生育年龄的群体所含有的基因总 和。遗传负荷指一种物种的群体中每一个携带的可 遗传给下一代的有害基因的平均水平。
第二节 化学毒物致突变作用的机制及后果
3．DNA-蛋白质交联 (DNAProteincrosslinks DPC) 形成 二、引起突变的细胞分裂过程的改变
三、其他的改变
四、突变的后果
致突变作用的机制
一、引起突变的DNA变化 （一）碱基损伤 1.碱基错配
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T)
抗癌药
◆烷基化剂 氮芥类：氮芥、环磷酰胺 乙烯亚胺类：塞替派 亚硝脲类：卡莫司汀 甲烷磺酸酯类：白消安 ◆碱基类似物:氟尿嘧啶、巯嘌呤、阿糖胞苷
2 物理因素
X射线、放射性物质、电离辐射等
在医院接受治疗 的受辐射的孩子
1986年4月26日，原苏联在乌兊 兰境内修建的切尔诺贝利核电站发 生爆炸幵引起大火。该事故导致约 ８吨的强辐射物严重泄露，造成了 史无前例的放射性污染，其危害至 今也未能完全消除。 切尔诺贝利事故增加儿童体内DNA 变异。
四、致突变的类型
致突变的类型
1、基因突变 2、染色体畸变 3、染色体数目改变
本质是相同的，区别 在亍受损程度。通常 以光学显微镜的分辨 率0.2μ m来区分。
一基因突变（gene mutation、point mutation）
◆定义 基因中DNA序列的改变，也称为点突 变。 ◆分类 按突变发生的原因：自发和诱发 按基因结构改变类型：碱基置换和移码 突变 按突变的生物学意义：同义、错义、无 义。
致突变作用的机制
2 平面大分子嵌入DNA链
A A G A T G C G C 解链 G 嵌入 G A T G C A G A G C A T 插入一个 碱基
A
A T
A
G G A 模板链 嵌入
A T G C G A T 缺失一个 碱基
致突变作用的机制
3 碱基类似物取代
某些物质的化学结构和DNA链上的碱基非常 类似，称为碱基类似物。如果这类碱基类似物在 DNA合成期中存在，就能与正常碱基竞争，并取 代碱基位置而掺入DNA分子中。
缺失（deletion）
重复（duplication ）
易位（translocation）
三、非整倍体和多倍体 (aneuploidyand polyloid)
细胞的染色体数目丌同亍正常的染色体数 目。或称为基因组突变（genomic mutation) 即基因组中染色体数目的改变 •染色数目异常以二倍体细胞为标准进行 命名。 •非整倍体指增加或减少一条或几条染色 体； •多倍体指以染色体组为单位的增加。
致突变作用研究
主讲：
第一节、概述
第二节致突变作用机制 及后果
一、致突变作用的研究史
突变作用的研究史
• 摩尔根（1866—1945 ），美国著名遗传学 家，现代遗传学奠基 人之一，提出了遗传 学三条基本定律中的 基因连锁互换定律， 确立了基因作为遗传 单位的基本概念，幵 因此而获得1933年诺 贝尔生理学和医学奖 。
末 期
形成两个次级精母细胞
减数第二次分裂前，有的有间期，有的没有。不再进行DNA复制和有关蛋 白质合成。
减 数 第 二 次 分 裂 前 期 中 期 后 期 末 期 形成纺锤体 染色体排列在细胞中央的赤道板上 着丝点分裂，姐妹染色单体分离，DNA数目减半 形成四个精子
初级精母细胞
A C
联会
B D
精子形成过程
如：5-溴尿嘧啶(5BU)的氢键特性与 T 相同， 故可替代T与A 配对。A＝T → A＝5BU
碱基类似物取代
致突变作用的机制
4. 碱基的化学结构改变或破坏
某些化合物与碱基相互作用，可使碱基的化 学结构发生改变，这类化合物称为碱基改造剂。
碱基化学结构改变后，使碱基配对异常，导 致碱基置换。 常见的碱基改造剂有：羟胺，亚硝酸盐，烷
化剂
致突变作用的机制
如：在亚硝酸盐作用下氧化脱氨基 C→U A → HX (次黄嘌呤)
如： C 在羟胺作用下，可生成 6-羟胺基胞嘧啶 (C*)，而 6-羟胺基胞嘧啶的氢键特性与 T 相同， 故可替代 T 与 A 配对。 A＝T → A＝C*
致突变作用的机制
（二）DNA链受损 1. 二聚体的形成 当细胞或机体受到紫外线刺 激，DNA会产生化学变化，主要产生环丁烷嘧啶 二聚体和光产物。可阻止DNA复制，并导致细胞 死亡。 2. DNA加合物（DNA adducts）的形成 DNA 加合物是亲电性化合物及其代谢产物与生物体内 的DNA形成的共价结合产物。 其形成可活化癌 基因，影响调节基因和致癌基因的表达。
3 生物因素：病毒、基因工程等
转基因鲑鱼(上)比同年
龄的野生鲑鱼(下)重
11 倍
第二节 化学毒物致突变作用的机制及后果
一、引起突变的DNA变化 (一)碱基损伤 1．碱基错配 2．平面大分子嵌入DNA链 3．碱基类似物取代 4. 碱基的化学结构改变或破坏 (二) DNA链受损 1．二聚体的形成 2．DNA加合物（DNA bulky adducts）形成
• 非整倍体与多倍体产生机制是相似的，可能 有程度上不同。例如，对纺锤体形成的干扰， 如完全阻止，即形成多倍体，如部分阻止， 则形成非整倍体。 三、其他的改变 对DNA合成和修复有关的酶系统作用可间 接导致DNA损伤，诱发基因突变或染色体畸 变。 四、突变的后果 突变的后果，取决于化学毒物所作用的靶 细胞，是生殖细胞，还是体细胞。如是体细 胞，其影响仅能在直接接触该物质的个体身
致突变作用的机制
3. DNA-蛋白质交联物(DNA-Protein crosslinks， DPC) ※ 是一种稳定的共价结合物 ※ 不同化学物引起DNA—蛋白质交联物的交联作 不同用 ※ 烷化剂 砷化物 醛 重金属 ※ 对DNA的构象和功能有着严重的影响
致突变作用的机制
二、引起突变的细胞分裂过程的改变 非整倍体和多倍体的产生不同于其他致突作 用，因为它们涉及不同的细胞靶分子。非整倍体 和多倍体是由于染色体分离异常而产生的。
次级精母细胞
精细胞
精子
初级卵母细胞
卵细胞形成过程图
第 二 极 体
第一极体
次级卵母细胞
卵细胞
致突变作用的机制
非整倍体细胞由正常细胞未分裂而产生，其 原因有同源染色体减数分裂I期不能适当分离，或 者姐妹染色体在减数分裂Ⅱ期，或有丝分裂期不 能适当分离。
不分裂的结果是纺锤体的一极接受了同源或 两个染色单体，而另一极则没有。假定只有一条 染色体或一对染色体不分离，在子细胞中将多出 一条或一对染色体，而在另一子细胞中将少一条 或一对染色体。
碱基置换 移码突变 密码子插入或丢失 非整倍体 转换 颠换 碱基插入 碱基丢失 多倍性
重复
倒位 易位
……
五、致突变作用的因素
1 化学因素
◆非烷化剂：如亚硝酸、甲醛、肼等 ◆烷化剂：甲磺酸甲酯、环磷酰胺、氮芥等 ◆芳香族化合物：苯幵芘、黄曲霉毒素B1 等 ◆碱基类似物：5-溴脱氧尿苷等 ◆嵌入剂：前黄素、溴乙啶等 ◆有丝分裂素：秋水仙碱、巯基丙酮酸酯等
◆碱基置换(base—pair substitution)
指某一碱基配对性能改变或脱落所致的突 变。 转换(transition)嘌呤互相取代；嘧啶互 相取代。
颠换(transversion)嘌呤取代嘧啶；嘧啶 取代嘌呤。 ◆移码突变(frameshiftmutation) ◆指发生一对或几对的碱基减少或增加，以 致从受损点开始碱基序列完全改变，形成
二 、基本概念
◆变异（Variation）生物体亲代与子代间或 子代个体间不同程度的差异。 产生原因：基因重组、基因突变、染色体成 分改变、细胞质变化。
◆突变(mutation)遗传结构本身的变化及其 引起的变异称为突变，突变实际上是遗传物 质的一种可遗传的变异。
二 、基本概念
◆遗传毒理学(genetic toxicology) ◆是研究化学性和放射性物质对机体遗传物 质的损害作用（致突变作用）及可能引起 的健康效应。 ◆致突变作用或诱变作用(mutagenesis) ◆ 引起遗传物质发生突变的能力，在一个 试验群体中，突变率可以定量测定。