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1、外源性化学物的致突变作外源性化学物的致突变作用用本次课程的主要内容n一、遗传物质的结构和功能n二、遗传损伤的分类n三、遗传毒性的形成机制n四、突变的后果n五、突变的遗传学终点n六、基因突变的分类和检测n七、机体对突变的作用：n八、致突变实验的组合实验n九、抗突变研究的进展遗传物质的分布n大部分在核内，分布为染色体n小部分在核外细胞器上如：线粒体DNA，无内含子，是自由基攻击的重点n共同点：都受到膜的保护，因此只有具有膜通透性或代谢为可以通透膜的物质才具有遗传毒性二、遗传损伤的分类n1基因突变n2 染色体畸变n3染色体数目的异常n4.DNA损伤n5.诱重组效应n1.基因突变n（1）单点突变和多点
2、突变：转换和颠换n（2）移码突变n（3）基因的大片段损伤：也称基因重排n（4）同义、错义和无义突变n（5）正向突变和回复突变：n 野生型 突变型n（6）其他类型的突变：例如发生在内含子或调节基因编码上的突变（如启动子）正向突变反向突变n2 染色体畸变n概念：由于染色体或染色单体发生断裂，造成染色体或单体的缺失、重排，而出现的染色体或染色单体结构异常，也称为染色体结构畸变n如果一条染色体畸变称为结构杂合体n如果一队同源染色体产生了相同的结构变异，称为结构纯合体n一般情况下，物质只能诱发DNA单链断裂n（1）断裂n（2）断片或微小的缺失n（3）倒位n（4）形成无着丝粒染色体环n（5）插入和重复n（
3、6）易位n（7）着丝粒融合发生的染色体的畸变n（8）其他情况n3.染色体数目的异常n多倍体或单倍体n4.DNA损伤n包括n（1）是制DNA分子中一级结构中的碱基、脱氧核糖和磷酸的改变n（2）二级或三级结构及其构象动态变化的异常n其中以（1）中的碱基改变最常见，也最严重n5.诱重组效应n同源DNA序列之间的遗传重组是减数分裂的一部分，并对构成群体的遗传变异是必需的，发生在形成配子的过程中三、遗传毒性的形成机制n一.直接以DNA为靶的损伤机制n二.不以DNA为靶的损伤机制机制研究：碱基损伤n1外源性化学物对DNA的直接攻击，如烷化剂，可以非特异的攻击DNAn平面大分子嵌入DNA链造成的突变n碱基取
4、代；很多抗癌药物的原理；5-FUn化学物对碱基的化学结构的改变和破坏。机制研究 DNA 链的损伤n对DNA三级结构产生影响，DNA螺旋破坏n与基因中蛋白质共价结合，特别是与组蛋白共价结合nDNA加合物的形成n氧化损伤使DNA结构断裂机制研究n对纺锤体的毒作用n对DNA修复的酶的作用（MGMT和PARP）n改变体内微量元素的分布，从而影响DNA的合成和修复；如铅的遗传毒性n外源性物质对GJIC的影响，1是直接影响GJIC的功能，二是通过影响细胞的信使影响GJIC 定标损伤，非定标损伤，旁观者效应 ，用荧光黄如何设计实验四、突变的后果n对生殖细胞而言：可以遗传给后代，造成子代的病变或者在子代中潜伏
5、下来，形成遗传负荷n对体细胞而言是造成肿瘤，衰老，动脉硬化的原因五、突变的遗传学终点nDNA完整性改变（形成加合物，断裂，交联）nDNA重排或交换nDNA碱基序列改变n染色体完整性改变n染色体分离异常六、基因突变的分类和检测n碱基置换：野生型P53转变为突变型P53 检验 TA100n移码突变：TA98n大段损伤n所有这些都可以用分子生物学手段，通过PCR技术后，电泳分出需要的条带，用内切酶酶切后再电泳，就可以分析DNA组成，或者直接让公司分析基因突变的非特异检测手段新技术 SCGEn原理：n观察n目的n可以观察的内容：DNA损伤，DNA结合 细胞调亡染色体畸变n断裂n倒位n插入和重复n易位n
6、检查方法：微核技术：微核技术n原理：检测染色单体损伤或纺锤体损伤n观察姐妹染色体交换技术程序外DNA合成n也称非程序性DNA合成：当DNA受损伤时，发生在S期半保留DNA程序合成之外的DNA合成染色体数目异常n3倍体n检测手段：核型检查，用普通光学显微镜，遗传学手段就可以新技术n转基因鼠：转入鼠一个含有转录起始位点，5非翻译区，翻译起始密码子，终止密码子，3非翻译区和一个PolyA的基因序列n方法：1原核显微注射法（受精卵直径70m照射器0.75m)n 2逆转录病毒感染法n 3胚胎干细胞法新技术n荧光原位杂交（FISH）七、机体对突变的作用：1修复突变n光修复n适应性修复n切除修复（糖基化酶，
7、插入酶，聚合酶，连接酶）n修复后修复nSOS修复机体对突变的作用：抵抗突变n代谢酶的多态性 研究的比较我的是CYP1A1，P450系，脱氢酶等n修复功能的个体性差异：MGMT PARP八、致突变实验的组合实验n原因：一种实验往往漏检n一级实验：Ames 实验和一种体外细胞遗传学实验n二级实验：几种体外实验组合实验方法的选择和利用n1.对实验的要求：n经费少，周期短，灵敏，特异，重复性好，结果要好n2.方法比较n基因突变要比染色体损伤敏感些n微生物实验方法不如哺乳动物实验效果好实验方法的选择和利用n3.选择利用的原则 配套实验n先短期实验，后长期实验n先体外实验后体内实验n兼顾基因突变和染色体畸
8、变n生殖细胞和体细胞都要考虑实验方法的选择和利用n4.结果评价（3组实验）n剂量-反应关系n结果一致时，判定容易n结果不一致时 A：补充实验n B：增加长期实验突变实验中需要注意的一些问题n1 对照的设立n2 S9的制备n3 盲法在实验中的应用九、抗突变研究的进展n机制研究的方法：n先染毒n同时染毒和加研究物n先加待研究物，再染毒考虑问题的主要角度：n待研究物对前体的代谢抑制n待研究物对细胞膜的稳定作用n待研究物对细胞染色体的稳定作用抗突变剂对抗自由基的作用抗突变剂对抗自由基的作用 n1直接的抗自由基作用n2.作用于与自由基有关的酶：GSH，UDPGA，SOD以及考虑问题的主要角度：n修复已经
9、发生的突变n提高细胞间的信息传递细胞信息传递作用在抗突变中细胞信息传递作用在抗突变中的重要性的重要性 n1.视黄醛，类胡萝卜素，绿茶成分等有机成分能增强细胞间隙信息传导n2.金属元素对细胞信息传导的影响其他因素的影响其他因素的影响 n1.免疫因素的影响 :胡萝卜素提高免疫了也是其抗肿瘤的机制之一 n2. O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶（MGMT）-DNA修复蛋白n3. DNA的稳态对抗突变非常重要 n4.对代谢酶的影响 :促进毒物的代谢，降低致突变前体的转化，促进自由基的失活小 结 抗突变物在细胞内发生作用是十分复杂的，是个多层次、多环节共同作用的结果，往往是多种机制在抗突变的发生上都起着很重要的作用，因此，其抗突变的发生需要从多个角度进行综合考虑。
