第六章 致突变作用及其评价共23页
第6章外源化学物致突变作用
21
•摩尔根和他的学生利用果蝇作了 大量的研究。1926年出版《基因 论》，建立了著名的基因学说。
Thomas Hunt Morgan （1866～1945）
22
摩尔根在《基因论》中绘制了果蝇基因位置图，首 次完成了当时最新的基因概念的描述： 基因是在染色体上呈线性排列的遗传单位，它不仅 是决定性状的功能单位，也是一个突变单位和交换 单位。
至此，人们对基因概念的理解更加具体和丰富了。
23
摩尔根果蝇遗传实验具有划时代意义
◆人类第一次把基因与染色体联系起来，认为基因
是一种物质，是染色体上的一个特定的区段。 ◆确立并发展了染色体的遗传理论。
24
年份 1904
1927
1943
1951 1966 1969
突变研究简史
事件
作者
发现X射线可以改变生殖细 De Vries 胞的遗传物质
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一、基因突变
❖ 基因突变（genetic mutation)：是指基 因在结构上发生了碱基对组成和排列 序列的改变（point mutation)。
不能应用光学显微镜直接进行观察，须采用理化或 生物学方法才能检出。 光学显微镜可分辨的物质最小为0.2μm 相当于4.7×106个核苷酸对的长度
37
63
染色体结构异常是染色体或染色单 体断裂所致。
当断端不发生重接或虽重接而不在 原处，即可出现染色体结构异常。
64
三、染色体数目异常
Normal human Karyotype: 46,XY 65
➢ 动物正常体细胞染色体数目2n为标准， 为二倍体。染色体数目异常可表现为整倍 性畸变和非整倍性畸变。
毒理学 环境有害因素致突变作用
第六章环境有害因素致突变作用第一节基本概念和类型一、基本概念生物的个体和各代之间存在着种种差异，我们通常称之为变异（variation ）。
基于染色体和基因的变异才能够遗传，而遗传变异称为突变（mutation）。
突变的发生及其过程就是致突变作用（mutagenesis）。
突变可分为自发突变(natural或sporadic mutation)和诱发突变(induced mutation）。
各物种的自发突变频率较低, 而诱发突变比较常见, 诱发突变指由于物理、化学、生物等环境因素引起的突变。
至今, 已发现相当数量的外源化学物能损伤遗传物质，从而诱发突变，这些物质称为致突变物或诱变剂（mutagen），也称为遗传毒物(genotoxic agent）。
二、突变的类型按作用后果或遗传物质损伤的性质等可将诱发突变分类。
一般根据遗传物质的损伤能否在显微镜下直接观察到分为染色体畸变(chromosome aberration)和基因突变(gene mutation)两类：染色体损伤大于或等于0.2微米时，可在光学显微镜下观察到，称为染色体畸变；若小于这一下限，不能在镜下直接观察到，要依靠对其后代的生理、生化、结构等表型变化判断突变的发生，称为基因突变(gene mutation），亦称点突变(point mutation）。
(一)基因突变分子水平遗传物质的改变，包括碱基置换(base substitution)、移码突变(frame-shift mutations)和大段损伤。
1、碱基置换碱基置换是首先在DNA复制时由于互补链的相应配位点配上一个错误的碱基，而这一错误的碱基在下一次DNA复制时发生错误配对(mispairing),错误的碱基对置换了原来的碱基对，亦即产生最终的碱基对置换(base-pair substitution)或称碱基置换。
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）。
毒理学食物中化学物质的致突变作用及评价ppt课件
1、生殖细胞突变
致死性突变 显性致死：使卵子不能受精或突变配子与正
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：需要纯合子或半合子才能出现死 亡效应。
1、生殖细胞突变
非致死突变 ①产生遗传病。 ②对基因库的遗传负荷产生不良影响。 基因库是指某一物种的生育年龄群体于特
定时期能将遗传信息传至下一代的基因的 总和。 遗传负荷指基因库中携带的一定量的有害 基因。
间接致突变作用，即需要在体内代谢活化后，才具 有致突变作用。 ③化学毒物的致突变性有强，也有弱；有的在某一检 测系统中是强致突变物，而在另一系统中可能是弱 的致突变物。
入选原则： ①选择的遗传毒性试验应包括5种类型的遗传学终点。 ②实验指示生物应包括若干进化阶段的物种，既要包
括原核生物，又要包括真核生物。 ③体内试验与体外试验配合。 ④应包括生殖细胞和体细胞。 通常，对于一种受试物应当先用原核细胞或体细胞 的体外试验按遗传学终点合理配套进行试验，并对 有阳性结果的遗传学终点验证其在体内的真实性， 再行选用生殖细胞致突变试验进行遗传危害的评价。
2. 体外试验的活化系统
前致突变物：本身不具致突变性，经哺乳动物代谢 才转化成致突变物的化学物质。
①哺乳动物细胞介导：使用完整的细胞，特别是大鼠肝原代 细胞，与测试细菌或细胞一起培养。
②S9：经酶诱导剂处理后制备的肝匀浆，再经9000g离心分 离所得上清液，加上适当的缓冲液和辅助因子。
③纯化酶和基因工程。 纯化酶：纯化的细胞色素P450、谷光苷肽转 移酶、过氧化
二、染色体畸变
二、染色体畸变
指染色体的结构发生改变。 染色体型畸变：指两条染色单体都受损。 染色单体型畸变：指组成染色体的两条染
色单体中仅一条受损。 产生何种畸变，取决于损伤发生在DNA复制 前还是复制后。
6 第6章 一般毒性作用及其试验与评价方法
2、剂量设计与分组
• 根据受试物或其近似物的物理、化学性质选择与本实 验相同动物物种或品系，相同染毒途径的LD50值作为 参考值，选择剂量系列。 • 一般分四组：高中低三个剂量组及一个阴性对照组
3、确定实验动物染毒方法： 灌胃
4、观察周期及观察内容
观察周期：一般为14天或24h，但计算出LD50时应注明
• 品种、品系的选择 • 健康状况：健康成年动物
小鼠、大鼠测半数致死量，狗观察毒性反应。
• 年龄：大鼠180-240g，小鼠18-25g（35-50日 龄），家兔2-2.5kg，豚鼠200-250g，狗10-15kg。 • 性别：雌、雄各半，雌性实验动物要求是未 经交配和受孕的。 • 各剂量组动物数： 小动物数量为每组 10 只，大动物也应每组 6 只。
‘一次接触’
(P122)
经口接触和各种方式的注射接触，“一次接触”，是指 在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内；
而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次接触”是指在一
个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程; 此外，当化学物毒性较低时，需要给予动物较大剂量时， 可在 24 小时内分多次给予，这时的急性接触即为“多 次”。
免费茶水的重金属严重超标
一份外国学者的研究指出， 中国13个品牌的香烟重金属含量超标
第二节 蓄积毒性
一、基本概念 P138
当化学毒物连续、反复进入机体，而且进 入的速度（或总量）超过代谢转化与排出的速度 （或总量）时，物质就有可能在体内逐渐增加并 贮留的现象--蓄积作用（accumulation） 化学毒物容易蓄积的组织和器官——贮存库
急 以性 死毒 亡性 为的 终上 点限 参 数 急 非性 毒 作致 性 用死 的 为性 下 终急 限 点性 毒参 性数 ，
第六讲致突变作用
染色体
6
突变作用
z 突变作用 (mutagenesis)
生物体遗传物质发生急剧的遗传学变化，导致 可遗传的表型变异，其表型变异为不可逆的，这 种现象称为突变作用。 突变作用可视为DNA结构在任一水平上受到破 坏，并由此造成了体细胞或生殖细胞中的遗传信 息的改变。 广义地包括基因突变和染色体畸变。
z?具有很高化学活性的外源化合物其原形就可引起生物体的突变称为直接致突变物directmutagenz?本身不引起突变必须在体内经过代谢活化后才具有致突变作用的外源化合物则称为间接致突变物indirectmutagen
第六讲 致突变作用的研究 及其试验方法
遗传毒理学
1. 基本概念 2. 化学毒物致突变的类型 3. 突变作用的后果 4. 致突变作用的检测方法
27
v T A 97 、 TA 98 和 TA 100 菌株均有切除修复突变， 即ΔuvrB; v 四种标准菌株均有深粗糙型突变, 即rfa突变; v 四 种标准菌株均有 R 因子，对氨苄青霉素具有 抗药性; v TA102菌株还有PAQ1质粒，对四环素具有抗药 性。
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v △uvrB：紫外线抗性基因突变―细菌失去对 紫外线损伤的修复能力； v rfa：深粗糙型基因突变―细胞壁脂多糖的性 质改变，丧失屏障作用，使许多物质渗入细 胞中； v R因子质粒PKM101－增加细菌的易错误修复 系统
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一、微生物回复突变试验 (Ames试验) ：
由美国加州大学伯克利分校生化教授 Ames（1972）首创。 目前公认Ames试验作为筛选可能有致突变 作用的化学物，是一种可靠的方法。
23
z 优点： 1.可用来作为诱变指示物的微生物有噬菌体、 细菌和真菌等。 2.微生物具有繁殖快、个体数量多、容易观察 检出等特点，而且方法较为敏感、检出率较高、 试验周期短、费用也较低。
《动物毒理学》课件：第六章 特殊毒性作用-
水样的Ames试验结果 二氧化氯
细菌名称
Ames试验结果 水样体积／L 原水突变率 出水突变率
2.0
TA100
1.5 1.0
0.5
3.15
1.46
2.78
1.40
1.87
1.20
1.55
1.04
2.0
TA98
1.5 1.0
0.5
5.33
第六章 特殊毒性作用
第一节 致突变作用及其评价
（一）概述——遗传学和遗传毒理学 1. 基本概念 2. 遗传损伤的类型
（二）致突变物的检测方法 1. 细菌回复突变试验 (Ames)试验 2. 微核试验 3. 小鼠精子畸形试验 4. 显性致死试验 5. 染色体畸变分析
（一）概述
1. 基本概念
❖ 遗传毒性
❖ 水样处理步骤 水样→XAD树脂吸附→乙酸乙酯洗脱→K－D浓缩
器浓缩→氮气吹干→DMSO→定容→致突变试验
菌株的选择
❖ 试验选用灵敏度较高的带R因子的TA98和TA100菌 株。这两种菌种对饮用水中复杂的混合物有较高的 敏感性。
❖ 因饮用水中多为直接致突物，故不加肝微粒体酶 （S9）活化系统。
❖ 每一受试物的剂量做两个平行样 ❖ 用溶剂DMSO作阴性对照 ❖ TA100以叠氮化钠（NaN3）做阳性对照 ❖ TA98以灭滴灵（MDI）为阳性对照。 ❖ 致突结果用突变率（MR）表示，
例：Ames试验检测喹赛多、喹乙醇
❖ 受试物：喹乙醇 ❖ 菌种：TA97、TA98、TA100、TA102 ❖ 实验动物：雄Wistar大鼠5只，用于制备S9
Ames试验所需大鼠肝S9制备
_外源化学物致突变作用
谷胱甘肽-S-转移酶 N-乙酰转移酶 UDP-葡糖醛酸转移 酶
CYPs参与了90%以上的化合物代谢
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▲修复功能的个体差异
O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶（MGMT）
聚（二磷酸腺苷-核糖）多聚酶（PARP） 是另一类参与DNA断裂修复酶
结构改变
染色单体型畸变
（chromatid-type aberration) 染色体型畸变 （chromosome-type aberration)
20
染色体结构异常类型
1 缺失 deletion-del 2 易位 translocation-t 3 等臂染色体 isochromosome-iso 4 插入 insersion-ins 5 重复 duplication-dup 6 倒位 inversion-inv 7 双着丝粒染色体 dicentric chromosome-dic 8 环状染色体 ring chromosome –r
O NH N NH2 N N O
HO HN
OH OH
H H O O P O
H H H O-
O NH N O
H
O
H
H H O H O P OO-
DNA加合
31
32
引起突变的细胞分裂过程改变
1 与微管蛋白二聚体结合
2 与微管上的巯基结合 3 已组装好微管的破坏 4 中心粒移动受阻 5 其他作用 其他改变 1 DNA高保真复制受损 2 DNA修复受损
脱氧核糖+磷酸+碱 基因 DNA分子中最小的具有完整功能的单位
染色质与染色体
DNA + 组蛋白 + 非组蛋白 + 少量RNA
核型
将体细胞全部染色体按大小形态等方式排列
外源化学物致突变作用
17
外源化学物致突变作用
染色体的结构异常的类型
1.稳定性畸变： 可通过细胞分裂而传递下去的畸变类型。
(1) 缺失(deletion)：染色体上丢失了片段。 ①末端缺失:ABCDE→ABCD ②中间缺失:ABCDE→ABCE
(2) 重复(duplication)：染色体连续出现两段或两段以上完全相同的 片段。
注：A、B、C、D代表非同源染色体
2020年4月25日星期六3时4分28秒
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外源化学物致突变作用
Take a break
2020年4月25日星期六3时4分28秒
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外源化学物致突变作用
第三节
化学毒物致突变作用的机制及后果
2020年4月25日星期六3时4分28秒
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外源化学物致突变作用
一、引起突变的DNA变化
2020年4月25日星期六3时4分28秒
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外源化学物致突变作用
碱基置换的后果
➢同义突变(missense mutation)：指没有改变基因产物氨基 酸序列的改变
➢错义突变(synonymous mutation)：指碱基序列的改变引起 了产物氨基酸序列的改变
➢无义突变(nonsense mutation)：指某个碱基的改变使代表 某个氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子，导致 多肽链在成熟之前终止合成的改变
ABCDE→ABCDEde
(3) 倒位(inversion):染色体片段在染色体内作180°的颠倒。 根据倒位的染色体有无着丝点分为臂间倒位与臂内倒位。
ABCDEFG→ABCEDFG
(4) 易位(translocation):非同源染色体间相互交换了染色体片段。 ABCDE→ABCIJ FGHIJ→FGHDE
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。
致突变作用及其试验方法与评价
③环状染色体（ring chromosome） 染色体两臂各发生一次断裂，其带有着丝粒 的节段的两断端连接形成一个环时，称为环 状染色体。
④倒位（inversion） 当某一染色体发生两次 断裂后，其中间节段倒 转180再重接，称为 倒
二、突变类型
遗传毒理学家主要关注两类遗传学损伤： 基因突变
染色体畸变
端粒
着丝粒
姊 妹 染 色 单 体
端粒
染色体畸变 染色体的结构及数目改变。
组 蛋 白
基因突变 一个或几个DNA碱基对的改变。
碱基对
双 螺 旋
这些损伤多因DNA受损所致，也可能因DNA
以外的靶组织受损所致。
基因突变、染色体畸变及染色体数目变化的本
无误 修复
染色体分 离异常
重组事件 SCE 有丝分裂性交换
染色体结 构异常
基因 突变
细胞 死亡
非整倍体 多倍体
常用的致突变试验
1、细菌回复突变试验 （Ames试验） 2、哺乳动物细胞基因突变 试验 3、果蝇伴性隐性致死试验 4、染色体畸变分析 7、显性致死试验 8、小鼠可遗传易位试验
9、细菌DNA修复试验
4、细胞周期、有丝分裂与减数分裂
细胞周期指细胞一次分裂结束，并开始生长，到下一次分裂
终了所经历的过程。
G0 ：DNA合成前期； G1 ：DNA合成期；
S：完成DNA复制；
G2：为有丝分裂做准备；
M：有丝分裂期
有丝分裂过程
有丝分裂指细胞核分 裂的过程，一个细胞 由此生成两个子细胞，
第六章致突变作用及其评价
2 Ames试验： 指鼠伤寒沙门氏菌／哺乳动物微粒 体酶试验，由Ames首先建立。 原理：在细菌回变试验的基础上，首先将受试 物与肝微粒体在体外进行代谢活化，再以营养缺 陷型鼠伤寒沙门氏菌作为指示微生物进行观察。
肝微粒体制备： 大鼠生前一般用多氯联苯进行肝微粒体酶诱 导，然后取肝脏组织制备匀浆，9000g离心，上 清液为S-9组分。使用时，再加入微粒体酶催化 作用中的辅助因子，即辅酶Ⅱ与6-磷酸葡萄糖， 此种混合物简称S-9混合液。
早期死亡胚胎数
致突变指数= 总着床数 早期死亡胚胎数 早期死亡胚胎率= 受孕雌性动物数 ×100% ×100
胎仔活产、死亡和吸收的特征
颜色 活产 胎仔 晚期 死胎 肉红色 灰红色 乌紫色 暗紫或 浅紫点 块 器官外形 完整成形 完整成形
自然 运动
有 无 无
对机械刺激的反应 有运动反应 无运动反应 ——
（1）基因突变；
（2）染色体畸变； （3）不分离； （4）原发性DNA损伤。
1983年重新提出将致突变试验所反应的遗传学终点 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；
（3）DNA碱基序列改变；
（4）染色体完整性改变；
（5）染色体分离改变。
其中（3）实际指基因突变，而（4）、（5）依次 指染色体
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）
遗传学终点：染色体完整性改变 原理：通过哺乳动物生殖细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。 1. 试验动物：多用雄性大鼠或小鼠进行。
食品毒理学第六章外源化学物质的致突变作用
食品毒理学第六章外源化学物质的致突变作用第一篇：食品毒理学第六章外源化学物质的致突变作用第六章外源化学物质的致突变作用遗传毒理学(Genetic Toxicology)毒理学的一个分支，研究外源化学物及其他环境因素对生物体遗传机构的损害作用及其规律。
其主要目的是检测那些能引起DNA损伤的环境因素，研究其遗传毒作用的特点及对人类的潜在危害。
1、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。
ζ自发突变(spontaneous mutation)由于自然界中诱变剂的作用或由于偶然的自制、转录、修复时的碱基配对错误所产生的突变。
ζ诱发突变(induced mutation)人为造成的突变。
ν正面意义培育新品种，如农业、林业、养殖业等ν负面意义对环境、人类健康、物种等的危害2、致突变作用或诱变作用(mutagenesis)外源化学物及其他环境因素引起生物体突变发生（细胞核中的遗传物质发生变化，这种改变随细胞分裂过程传递）的作用及过程称为致突变作用即：突变的发生及其过程即为致突变作用。
诱发因素化学因素药品、农药、食品添加剂、调味品、化妆品、洗涤剂、塑料、着色剂、化肥、化纤等物理因素电离辐射、紫外线、电磁波、温度（超高温、超低温）等生物因素真菌的代谢产物、病毒、寄生虫等1、基因突变指在基因中DNA序列的改变。
主要包括碱基置换、移码突变、整码突变、片段突变（大段损伤）等。
ν碱基置换指某一碱基配对性能改变或脱落所致的突变。
ν转换AG / TCν颠换A（G）T（C）ν移码突变指发生一对或几对（三对除外）的碱基减少或增加，以致从受损点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，并转译成为不正常的氨基酸。
2．染色体畸变是指染色体结构的改变。
染色体结构改变的基础是DNA链的断裂，所以把能引起染色体畸变的外源化学物称为断裂剂。
3.染色体数目异常指基因组中染色体数目的改变，也称为基因组突变、染色体数目畸变。
外源化学物的致突变作用及检测方法
a
12
(二) 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
a
13
二. 引起突变的细胞分裂过程的改变
生化机理研究情况： 1.与微管蛋白二聚体结合 2.与微管蛋白二聚体结合 3.已组装好的微管的破坏 4.中心粒移动受阻 5.其它作用
a
14
三. 其它的改变 四. 突变的后果
a
4
5.致突变作用(mutagenesis):广义概念是外来因素,特别是 化学因子引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力,而且 此种改变可随同细胞分裂过程而传递。
6.致突变物(mutagen):能够引起突变的物质。
a
5
第二节 化学毒物致突变的类型
一、基因突变
1.概念：基因突变是指基因中DNA序列的变化.因基因突变 限制在一特定的部位,故称为点突变。
a
31
二、染色体畸变
染色体畸变(chromosome aberration ) 指染色体的 结构改变,它是指遗传物质大的改变, 一般可用光学显微 镜检查适当细胞有丝分裂中期的染色体来发现。
a
7
a
8
正常
内 互 换
染色体畸变
末端缺失 中间缺失 着丝点环 无着丝点 臂间倒位 和断片 环
正常
间 互 换
双着丝点 和断片
2.基因突变的种类：
(1)碱基置换:指DNA核苷酸链上出现错误配对，某一碱基 被
另一碱基所致取代。
➢ 转换：同类碱基间的取代。
a
6
➢ 颠换 ：不同类碱基间的取代。
（2）移码突变(frameshift mutation)在DNA碱基序列 中，插入或丢失一对或几对碱基,以致从受损点开始碱基 序列完全改变,形成错误的密码,并转译成为不正常的氨基 酸。
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。
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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。
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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。
致突变作用PPT课件
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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
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2.1 基因突变
• 包括三种类型: • 碱基置换 • 移码 • 大段损伤
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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。
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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。 • 从受损部位开始的碱基序列改变而形成错误密码，并转译为不正常的氨基酸。其合成的蛋白质性质也就发
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细菌回复突变试验
• 细菌回复突变试验是以营养缺陷型的突变体为指示生物，观察 受试物是否纠正或补偿突变体所携带的突变发生改变的体外试 验。
• 原理是利用鼠伤寒菌的组氨酸营养缺陷型菌株，因其突变丧失 合成组氨酸的能力而在无组氨酸培养基中不能存活，若受试物 可使该菌发生回复突变，则其该菌在无组氨酸培养基中能存活。 说明受试物有致突变作用。
在解螺旋酶作用下，切除含受损的寡核苷酸链。随后在修复聚 合酶作用下合成新的正常DNA链填补留下的空隙。最后由DNA 连接酶封闭，恢复原有的DNA系列。 • 碱基切除修复：首先由DNA糖基酶作用于受损的DNA，切除其 受损的碱基。随后由内切酶将DNA切断。再由聚合酶及连接酶 作用完成修复过程。