外源化學物致突變作用及檢測方法市公開課一等獎百校聯(lián)賽特等獎課件

第六章外源化學物致突變

作用及檢測方法衛(wèi)生毒理學教研室第1頁第一節(jié)概述

一.基本概念1.遺傳(heredity)：生物物種能夠經(jīng)過各種繁殖方式來確保世代間生命延續(xù),這個過程就是遺傳。2.變異(variation)：親子之間或子代個體之間出現(xiàn)不一樣程度差異,稱為變異。第2頁生物變異原因：父母本雜交產(chǎn)生子體,因為重組而發(fā)生基因突變而發(fā)生生物染色體組成或細胞質(zhì)發(fā)生改變而帶來第3頁3.突變(mutation)：遺傳結(jié)構(gòu)本身改變及引發(fā)變異。1)自發(fā)突變(spontaneousmutation)2)誘發(fā)突變(inducedmutation)4.遺傳毒理學(genetictoxicology):它是研究化學性和放射性物質(zhì)突變作用以及人類接觸致突變物可能引發(fā)健康效應。第4頁5.致突變作用(mutagenesis):廣義概念是外來原因,尤其是化學因子引發(fā)細胞核中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變能力,而且此種改變可隨同細胞分裂過程而傳遞。6.致突變物(mutagen):能夠引發(fā)突變物質(zhì)。第5頁第二節(jié)化學毒物致突變類型

一、基因突變1.概念：基因突變是指基因中DNA序列改變.因基因突變限制在一特定部位,故稱為點突變。2.基因突變種類：(1)堿基置換:指DNA核苷酸鏈上出現(xiàn)錯誤配對，某一堿基被另一堿基所致取代。轉(zhuǎn)換：同類堿基間取代。顛換：不一樣類堿基間取代。

第6頁（2）移碼突變(frameshiftmutation)在DNA堿基序列中，插入或丟失一對或幾對堿基,以致從受損點開始堿基序列完全改變,形成錯誤密碼,并轉(zhuǎn)譯成為不正常氨基酸。二、染色體畸變?nèi)旧w畸變(chromosomeaberration)

指染色體結(jié)構(gòu)改變,它是指遺傳物質(zhì)大改變,普通可用光學顯微鏡檢驗適當細胞有絲分裂中期染色體來發(fā)覺。第7頁第8頁

內(nèi)互換正常末端缺失中間缺失著絲點環(huán)和斷片無著絲點環(huán)臂間倒位

間互換正常雙著絲點和斷片對稱交換染色體畸變第9頁三、非整倍體和多倍體

非整倍體和多倍體細胞染色體數(shù)目是不一樣于正常細胞染色體數(shù)目。

非整倍體(aneuploidy)：指增加或降低一條或幾條染色體;

多倍體(polyploidy)：指染色體數(shù)目成倍增加。第10頁第11頁第三節(jié)化學毒物致突變作用機理及后果

一.引發(fā)突變DNA改變

(一)堿基損傷

1.堿基錯配2.平面大分子嵌入DNA鏈3.堿基類似物取代4.堿基化學結(jié)構(gòu)改變或破壞

第12頁1.二聚體形成2.DNA加合物形成3.DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)物形成

(二)DNA鏈受損第13頁生化機理研究情況：1.與微管蛋白二聚體結(jié)合2.與微管蛋白二聚體結(jié)合3.已組裝好微管破壞4.中心粒移動受阻5.其它作用二.引發(fā)突變細胞分裂過程改變第14頁(一)生殖細胞突變1.遺傳病2.增加下一代基因庫遺傳負荷基因庫:指某一物種在特定時期中能將遺傳信息傳至下一代處于生育年紀群體所含有基因總和。遺傳負荷：指一個物種群體中每一個攜帶可遺傳給下一代有害基因平均水平。三.其它改變四.突變后果第15頁3.生殖毒性:胚胎死亡,畸胎,胚胎功效不全及生長遲緩

(二)體細胞突變腫瘤、衰老、動脈粥樣硬化及致畸等,最受注意是腫瘤。

第16頁第四節(jié)機體對致突變作用影響

（自學）第17頁第五節(jié)致突變作用檢測方法一.觀察項目標選擇1.觀察效應終點類型遺傳學終點(geneticendpoint)：有許多試驗所觀察到現(xiàn)象并不反應基因突變,染色體畸變和染色體分離異常,而僅反應致突變過程中發(fā)生其它事件，將試驗觀察到現(xiàn)象所反應各種事件統(tǒng)稱為遺傳學終點。

第18頁國際環(huán)境致突變物致癌物防護委員會(ICPEMC)于1983年提出致突變試驗遺傳學終點分為5類:①DNA完整性改變(形成加合物,斷裂,交聯(lián));②DNA重排或交換;③DNA堿基序列改變;④染色體完整性改變;⑤染色體分離改變。其中③實際上指基因突變,④指染色體畸變。

第19頁2.

選成套觀察項目標標準①選擇遺傳毒性試驗應包含5種類型遺傳學終點。②應包含各種進化程度不一樣物種,如原核細胞,低等和高等真核細胞。③體內(nèi)試驗與體外試驗配合。④應包含生殖細胞和體細胞。

第20頁二.慣用致突變試驗(一)細菌回復突變試驗(Ames試驗)正向突變回復突變誘變物人工誘變原理：野生型細菌(原養(yǎng)型)突變型細菌(組氨酸缺點型)第21頁(二)微核試驗(micronucleustest,MNT)

原理：第22頁第23頁第24頁(三)染色體畸變分析(chromosomeaberrationanalysis)觀察在受試物作用下，中期相細胞染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目改變。哺乳動物試驗小鼠骨髓細胞染色體畸變試驗小鼠睪丸細胞染色體畸變試驗體外試驗：第25頁(四)姐妹染色單體交換試驗(sister-chromatidexchange,SCE)

指染色體同源座位上DNA復制產(chǎn)物相互交換,其頻率與DNA斷裂和修復相關(guān)。第26頁原理：第27頁第28頁姐妹染色單體交換試驗方法：體內(nèi)試驗體外試驗三.致突變試驗中一些問題

(一)陰性,陽性對照設置第29頁(二)體外試驗活化系統(tǒng)

1.哺乳動物細胞介導