外源化学物质突变作用

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1、第五章环境化学物的致突变性及其评价环境毒理学第一节环境化学物的致突变性及其评价一、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sporadicmutation)和诱发突变(inducedmutation）。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

2、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(genotoxicagent）。2环境毒理学环境化学诱变剂的分类第一组人工合成,仅在一定条件下应用的诱变剂1.药品抗癌药抗菌素,麻醉药和避孕药等2.农药杀虫剂,灭鼠剂,除莠剂和除霉剂等及他们的残留物3.食品添加剂4.化妆品5.生物污染第二组工业生产中应用的或产生的环境诱变剂1.工业烷化剂2.有机溶剂及有机金属化合物3.水污染物4.空气污染物5.重金属及其化合物第三组自然界存在的诱变剂与食品加工过程产生的诱变剂1.生物碱2.微生物代谢产物3.食品加工过程中产

3、生的诱变剂3环境毒理学二、突变的类型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(chromosomeaberration)和基因突变(genemutation)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(genemutation），亦称点突变(pointmutation）。4环境毒理学5环境毒理学678化学毒物致突变的类型(一)、基因突变(genemutation)1．碱基置换(bas

4、e—pairsubstitution)指某一碱基配对性能改变或脱落所致的突变。(DNA碱基被其他碱基所取代)碱基：腺嘌呤（A,Adenine)鸟嘌呤（G,Guanine)胞嘧啶（C,Cytosine)胸腺嘧啶（T,Thymine)A-T;G-C,三个碱基对构成一个密码子转换(transition)颠换(transvertion)9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

5、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。10(一)、基因突变(genemutation)化学毒物致突变的类型11化学毒物致突变的类型(一)、基因突变(genemutation)122．移码突变(frameshiftmutation)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。3、大段损伤大片段损伤是指

6、DNA链大段缺失或插入。这种损伤有时可跨越两个或数个基因，但所缺失的片段仍远小于光镜下所能观察到的染色体变化，故又可称为小缺失。13(二)、染色体畸变(chromosomeaberration)指染色体的结构改变染色单体型畸变(chromatid-typeaberration)染色体型畸变(chromosomeaberration)染色体畸变裂隙(gap)断裂(break)断片(fragment)和缺失(deletion)微小体(minutebody)无着丝点环环状染色体双着丝点染色体倒位(inversion)易位(translocation)插

7、入(insertion)和重复(duplication)辐射体化学毒物致突变的类型14（1）裂隙和断裂（gapandbrake）：都是指染色体上狭窄的非染色带，其所分割的两个节段保持线状连接为裂隙，否则为断裂。（2）无着丝粒断片和缺失(acentricfragmentanddeletion)：一个染色体发生一次或多次断裂而不重接，且这些断裂的节段远远分开会出现一个或多个无着丝粒断片和一个缺失了部分染色质并带有丝粒的异常染色体。细胞再次分裂时会形成微核或微小体。（3）环状染色体（ringchromosome）：染色体两臂各发生一次断裂，其带有着丝粒

8、的节段的两断端连接成一个环，称之为环状染色体。（4）倒位(inversion)：当染色体发生两次不同部位断裂时，中间节段倒转1800再重