外源化学物致突变作用PPT课件

第七章外源化学物质的诱变效应，2，摘要，第一节概述基本概念第二节外源化学物质的诱变类型第三节外源化学物质的诱变机制及其结果第四节观察机体对诱变效果的影响第五节化学毒物的诱变效果的基本方法，3，目的要求掌握化学物质诱变效果的基本概念、类型和结果。熟悉评价化学物质致突变作用的一般方法和使用范围。了解影响化学物质致突变性的因素，并评价致突变性作用原理。第4，1节，1，突变作用研究史，摩根(1866-1945)，美国著名遗传学家，现代遗传学的创始人之一，在遗传学的三个基本定律中提出了遗传链交换的规律，并确定了基因作为遗传单位的基本概念，获得了1933年诺贝尔生理学和医学奖。史蒂文特卡尔文布里斯赫曼约瑟夫梅勒，个性化的特洛伊卡。5，突变研究历史，美国遗传学家。marler是Morgan Drosophila group(摩根果蝇集团)的主要成员，他研究果蝇的基因交换是染色体遗传理论的重要基础，其内容在果蝇组员一起写的孟德尔式遗传的机制 (1923)一书中进行了总结。1927年，他发现了x射线的诱变效应。这项研究结果不仅有助于研究基因的本质和基因如何调节代谢作用和个体发育，而且有利于通过突变基因进行染色体结构分析研究，对通过诱变育种进行农业生产发展也有意义。hermann Joseph muller(1890-1967)1946年获得诺贝尔生理医学奖。在6，50年代，沃森和克里克发现了DNA的结构，为研究突变机制开辟了新的道路。根据富兰克林的新x光照片，沃森和克里克提出了双螺旋结构的愿景，将核糖核酸和磷酸组成的骨架放在分子外部，获得了1962年诺贝尔生理医学奖。RosalindFranklin，突变研究史，7，1969年，在Hollaender的赞助下，在美国成立了环境突变剂协会(environmentalmutagensociety，EMS)。遗传毒理学是独立学科形成的。国际癌症研究中心(IARC)证实，大约百分之90的人体癌症与化学物(包括药物)有关，致癌物中也有百分之90是致突变物。Ames方法的建立和应用在环境诱变物质和致癌物质的筛选方面取得了很大进展。8，9，2，基本概念变异生物的子系与子系或子系实体之间的各种程度差异。原因：基因重组，基因突变，染色体构型变化，细胞质变化。突变遗传物质本身的变化及其产生的变异。自发突变和诱导突变，10，遗传毒理学(genetictoxicology)分为毒理学下属的第三个分支，是研究化学和放射性物质对身体遗传物质的损伤(诱变效应)和可能发生的健康效果的学科。变异原性作用外来因素(化学物质)是改变可通过细胞分裂过程传递的核遗传物质的能力。11，遗传毒性(genetictoxicity)是指对基因组的损伤能力，包括对基因组的毒性效应引起的致突变性和其他各种效果。致突变性(Mutagenicity)是指在一个实验组中定量检测突变率的遗传物质的诱变能力的确切概念。两者都有联系和不同。12，3，遗传基础DNA和基因ageneisdefinedbiochemicallyasaegmenofdna(or，inafewcases，RNA)thathencodinformationrequeues染色质和染色体染色质：由interval细胞核中的DNA、组蛋白和少量RNA组成。染色体：细胞分裂时，染色质呈螺旋状形成。13，思想：染色体与基因的关系？3.体细胞和生殖细胞体细胞：大部分是二倍体细胞，包含两组完全相同的染色体，其遗传损伤不会遗传给下一代。生殖细胞：单倍体，染色体变化和突变可以传递到下一代。4.基因型和表型5。细胞周期，有丝分裂和减数分裂。14，15，16，17，18，第19，2节外来化学物质的诱变类型，遗传毒性学者主要是基因突变，染色体异常，染色体数目的变化损伤，大部分都可能是DNA受损或DNA以外的目标组织受损。三类损伤的本质相同，损伤程度有差异。通常分为光学显微镜的分辨率0.2m。20，第一，基因突变基因中DNA序列的变化。点mutation也称为点突变，它将突变发生的原因分类如下：自愿的同时根据遗传结构改变类型。也就是说，基本替代和移位突变的生物学意义：同义词，错误的意义，无意义。21，基本替换(base-pair substitution)表示由基本对的性能变化或淘汰引起的突变。“过渡”(transition)融合相互替换。嘧啶互相替换。颠茄(transversion)嘌呤取代嘧啶；嘧啶取代嘌呤。生物危害的结果取决于蛋白质合成过程中是多么错误和无意义的密码。同义词突变(frameshiftmutation)是指一对或多对(3对除外)的碱基发生减少或增加，从损坏点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，转换成异常的氨基酸。22、23，24，25，基因突变的特征：1是具有特定发生概率的偶发事件；2其发生率可能受内部和外部环境的影响。有3可逆性。4有遗传性。26，2，染色体异常(chromosomeaberration)是指染色体结构变化，即遗传物质的重大变化。通过光学显微镜检查发现适当的有丝分裂中间的染色体。染色单体畸变及染色体异常。结构异常：“缺少”(deletion)“重复”(duplication)“反向”(translocation)，27，染色体插入和重复图，染色体缺失和环状染色体的形成图。28，染色体臂间逆位，染色体相互位置。29，30，3，非整倍体和多倍体细胞的染色体数目与正常染色体数目不同。如果改变基因组中染色体数的异常染色体数被命名为二倍体细胞，也可以说是基因组突变。非整体多倍体是指增加或减少一条或多条染色体。多倍体代表染色体单位的增加。31，人口出生率：1/700至1/900。小脑袋、枕头平、项厚、小眼睛裂、外斜、内050深、宽眼睛距离、鞍鼻、口常半开、舌常外、短手指厚、掌纹通过、小手指内弯等。先天性心脏病，消化道畸形，白血病等合并50%。32，第33，第3节外来化学物质诱变效应的机制和结果，通过DNA诱导基因突变和染色体异常干扰有丝分裂诱导二倍体和多倍体非遗传物质损伤，34，(a)基本损坏1。基本不匹配2。平面大分子是DNA链(9-氨基仿射)3。改变或破坏基本类似物的替代碱的化学结构(腺嘌呤和胞嘧啶氧化脱氨，甲醛)，第一，突变DNA变化遗传物质损伤。35，(2) DNA链损伤1。二聚体的形成是在细胞或本体被紫外线刺激时形成的。2.DNA加成物(DNAadducts)通过活性化学物质和细胞大分子之间的共价键，激活肿瘤基因，调节肿瘤基因和肿瘤抑制基因的表达。3.DNA-蛋白交联物质(DNA-Proteincrosslink，DPC)的形成是诱变物质对生物大分子的重要遗传损害。36，微管蛋白二聚体和秋水仙素结合其部位，细胞染色体不分离。与微管蛋白巯基结合的组装微管的破坏1)与微管结合蛋白结合2)使非特异性作用和微管，其蛋白质变质3)使微管丧失定向能力，同时阻碍心脏的运动。第二，诱变细胞分裂过程的变化，37，38、DNA复制的高保真度和与DNA复制相关的酶和损伤；修复与DNA修复相关的酶损伤。第三，其他变化，39，4，突变的结果。40，(a)生殖细胞突变，基因银行(genepool)一个物种是生育年龄组中包含的基因总和，可以在特定时间内将遗传信息传递给下一代。遗传负荷(geneticload)是指在一个物种群体中各携带并可能遗传给下一代的有害基因的平均水平。突变负载：指基因的致死突变或有害基因的突变出现，导致适合性减少，对群体施加的负载。分离负载：是指接合者(aa)和接合者(Aa)之间的婚姻导致与后代分离、不太合适的纯合资者(Aa)的一部分，从而降低群体的适合性。41，结果是肿瘤，老化，动脉硬化，畸形等最受关注的肿瘤。突变在癌症发生过程中的中心作用的重要证据来自肿瘤基因和肿瘤抑制基因的分子生物学研究。(2)体细胞突变，42，4节身体对变异原性的影响，遗传物质在所有物种中代代相传的原因：1)DNA进行了高度保真度的复制，并能及时纠正复制中的错误，即通过修复实现高保真度；2)身体经过多种进化，修复了DNA损伤，使亲代的DNA链从化学毒物中保存下来。(。身体的DNA损伤修复机制主要是允许损伤的机制和修复机制。43，1，DNA损伤修复，1。直接修复大多数生物体，主要取决于酶的作用。(1)矿工弓(光分裂合成酶)2)“适应性”反应非球形O-6字烷烃化，容易产生碱基的不一致。将非鸟嘌呤O-6甲基转移到O-6甲基鸟嘌呤-DNA甲基化转移酶上，鸟氨酸就会恢复正常。44，45，2。切除修复是一种负责广泛损伤的修复机制，是多阶段修复过程。更常见的维修机制。该过程由特定的核酸内质酶催化，在损伤附近断裂切断缝合。DNA聚合由DNA聚合酶在骨折中进行。损伤部位被5 核酸外体酶切掉。连接酶新合成的DNA链与原链连接。切除修复有核苷酸切除修复和碱基切除修复两种。46，核苷酸切除修复。47，基础切除修复，48，3。“修复不匹配”(mismatchrepair)可识别并移除无效的基础对。双股断裂修复是一个耐受过程。5.交联修复1)错误交联修复2)化学致突变作用模式损坏-修复-突变，49，2，遗传因子对诱变效果的影响，个体因子对诱变效果的影响有两个方面：先天，遗传因素；第二，后天，不同的生活方式。50，(a)代谢酶基因多态性基因多态性(geneticpolymorphism)表示测量遗传变异的数据，即群体内多态性基因的比例。氧化代谢酶细胞色素P450酶酯酶环氧化物水解酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)，51，(2)恢复能力的个体差异修复酶的多态性1。O6-甲基胍-DNA-甲基转移酶(MGMT)是体内特定的恢复酶。MGMT多态性可以解释某些个体对烷基制作用特别敏感的现象。2.聚腺苷二磷酸-核糖聚氧化物酶(PARP)是参与DNA破坏的另一种修复酶。激活PARP是DNA损伤后细胞的早期反应之一。52，5节观察外来化学物质诱变效应的基本方法，第一，项目的选择遗传学终点：由遗传学实验中观察到的现象反应的各种事件。遗传终点分类：共4类1)基因突变；2)染色体异常；3)染色体异常；4)DNA损伤遗传学实验支持原则：遗传终点；包括真核细胞和原核细胞。生殖细胞和体细胞；体内实验和体外实验相结合，体内实验必须有激活系统。，53，definition : theamestestisnamedafteritsdeveloper，microbiologistbrusiness . itisatestthameasuricachemalsmutagenics，54，基因工程，诱变材料，常用菌株为沙门氏菌和大肠杆菌。目前，Ames试验是检测环境诱变化学物的一系列实验中的首选试验，广泛应用于诱变化学物的初级筛选。55，56，1组氨酸缺陷原理：组氨酸缺陷测试菌株本身不能合成组氨酸，只能在补充组氨酸的培养基中生长，不能在缺乏组氨酸的培养基中生长。识别方法：在含有组氨酸的培养基板和组氨酸预平板上分割试验菌株扩增液，在37 培养24小时后观察结果。结果判断：组氨酸缺陷菌株生长在含有组氨酸的平板上，但不生长在组氨酸平板上。57，2脂多糖屏障缺损原理：深粗(RFA)菌株在表面有一层脂多糖屏障缺损，因此一些大分子(如结晶紫)通过细菌膜进入并抑制生长，但野生型菌株不受影响。识别方法：将正在测试的菌株扩增液0.1毫升接触营养琼脂板，然后将赤霉素0.1%的结晶紫溶液滤纸条与虚线交叉放置。37 培养24小时后观察。结果判断：如果被测试的细菌在滤纸和线的交点出现透明细菌，则被测试的菌株具有RFA突变。58，3氨苄西林耐药原理：含有r因子的测试菌株具有氨苄西林耐药。r因子不稳定，容易丢失，因此用氨苄西林来决定质粒是否存在。识别方法：摄取正在测试的菌株扩增液0.1毫升，在氨苄西林板上画线，在37 培养24h后观察。结果判断；在氨苄西林板上生长的测试细菌具有氨苄西林耐药，不包含r因子，不包含r因子或r因子。59，4紫外线敏感原理：具有uvrB突变的菌株对紫外线敏感，受到紫外线照射就不会生长，具有野生型切除修复酶的菌株照常生长。识别方法：将正在测试的菌株扩增液0.1毫升附着在营养琼脂板上，用黑色纸复盖板的一半，在紫外线灯下(15W，33cm)照射8秒。在37 孵化24小时后观察结果。结果判断：具有uvrB突变的菌株对紫外