食品毒物的致突變作用

第七章食品毒物的致突變作用第一節(jié)誘發(fā)突變的類型第二節(jié)致突變作用機(jī)制第四節(jié)突變的不良后果第五節(jié)食品毒物的致突變?cè)囼?yàn)現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三第一節(jié)誘發(fā)突變的類型

表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件不能遺傳的變異(改變)(改變)(改變)遺傳的變異來(lái)源基因重組基因突變?nèi)旧w變異一、生物變異概述化學(xué)誘變劑現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三

致突變作用（mutagenesis）：是外來(lái)因素，特別是化學(xué)因子引起細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力，而且這種改變可隨同細(xì)胞的分裂過(guò)程而遺傳。(誘變作用)能引起突變的物質(zhì)叫致突變物。突變是致突變作用的后果，根據(jù)DNA改變引起的遺傳損傷范圍劃分為基因突變、染色體畸變和染色體數(shù)目異常。

二、致突變作用的類型現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三堿基置換（base-pairsubstitution）

指某一堿基對(duì)的性能改變或脫落所導(dǎo)致的突變。

轉(zhuǎn)換(transition):

顛換（transversion）:

（一）基因突變（genemutation）TCAG現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三同義突變（samesensemutation）：

由于生物地遺傳密碼子存在兼并現(xiàn)象,是堿基被替換之后,產(chǎn)生了新地密碼子，但新舊密碼子是同義密碼子，所編碼的氨基酸種類保持不變，因此同義突變并不產(chǎn)生突變效應(yīng)。

GCAAAGGATGCGGTTTCGTTTCCTACGCCAAA

GCAAAAGACGCGGTTTCGTTTTCTGCGCCAAA精苯丙

亮蘇脯精苯丙

亮蘇脯UUAUUGCUACUGCUUCUC現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三錯(cuò)義突變（missensemutation）：

是編碼某種氨基酸的密碼子經(jīng)堿基替換以后,變成編碼另一種氨基酸的密碼子,從而使多肽鏈的氨基酸種類和序列發(fā)生改變。錯(cuò)義突變的結(jié)果通常能使多肽鏈喪失原有功能，許多蛋白質(zhì)的異常就是由錯(cuò)義突變引起的。

GCAAAGGATGCGGTTTCGTTTCCTACGCCAAA

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精苯丙亮蘇脯精亮亮蘇脯現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三無(wú)義突變（nonsensemutation）:是指由于某個(gè)堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子，從而使肽鏈合成提前終止。編碼氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子(UAA,UAG,UGA)，使肽鏈合成中斷?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三2.移碼突變（frameshiftmutation）指發(fā)生一對(duì)或幾對(duì)（三對(duì)除外）的堿基減少或增加，以致從受損點(diǎn)開(kāi)始?jí)A基序列完全改變，形成錯(cuò)誤的密碼，并翻譯成為不正常的氨基酸。

現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三獨(dú)眼畸形

樹(shù)人

美人魚(yú)

狼人綜合癥

巨人癥

侏儒癥現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三

染色體畸變（chromosomeaberration）：是指染色體結(jié)構(gòu)的改變或異常，所涉及的遺傳物質(zhì)改變的范圍較大，一般可用光學(xué)顯微鏡檢查適當(dāng)細(xì)胞有絲分裂中期的染色體來(lái)發(fā)現(xiàn)。1.染色體型畸變：兩條染色單體同一位點(diǎn)受損所產(chǎn)生的異常1）缺失2）重復(fù)3）倒位4）異位2.染色單體型畸變：某一位點(diǎn)受損只涉及到姊妹染色單體中的一條

（二）染色體畸變現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三染色體畸變病例2012-04-19，南通大學(xué)附屬醫(yī)院發(fā)現(xiàn)一例世界首報(bào)染色體異常核，該異常染色體核型病人是一名27歲的女性，表型完全正常，其2號(hào)染色體倒位。如果該患者和正常人結(jié)婚，在沒(méi)有其他疾病的情況下，生育正常兒的概率僅為1/4，另有1/4的概率是生育染色體異常核型攜帶者，1/2的概率為流產(chǎn)或者嬰兒畸形等?，F(xiàn)在是13頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三男子染色體畸變?nèi)菝蚕衩琅?/p>

———湖南安化縣江南鎮(zhèn)的李國(guó)華

染色體組型為47XXY，性染色體畸變導(dǎo)致精神發(fā)育遲緩，屬于先天睪丸發(fā)育不全癥。這個(gè)病癥臨床特點(diǎn)為：睪丸微小，無(wú)精子，陰莖小，無(wú)喉結(jié)，第二性征未發(fā)育，聲音，容貌及外顯行為女性化，體毛稀少，無(wú)胡須，身材修長(zhǎng)，智力低于其實(shí)際年齡。其發(fā)病機(jī)理：由于生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂中性染色體不發(fā)生分離所致。經(jīng)檢測(cè)，李國(guó)華的雄性激素睪丸酮的水平0.16，大大低于正常值的水平。現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三基因組突變（genomicmutation）,又稱為染色體數(shù)目或染色體數(shù)目畸變，是指基因組中染色體數(shù)目的改變。染色體數(shù)目改變的原因：1）不分離；2）染色體遺失；3）染色體橋的影響；4）核內(nèi)再?gòu)?fù)制。（三）基因組突變現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三非整倍體與多倍體現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三染色體異常是遺傳病嗎？

美籍華人蔣有興(1956)查明人類染色體為46條，Caspersson等(1970)首次發(fā)表人類染色體顯帶照片。自1971年巴黎國(guó)際染色體命名會(huì)議以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)人類染色體數(shù)目異常和結(jié)構(gòu)畸變3000余種，目前已確認(rèn)染色體病綜合征100余種，智力低下和生長(zhǎng)發(fā)育遲滯是染色體病的共同特征。

染色體異常遺傳病在自發(fā)性流產(chǎn)、死胎、早夭中占50%以上，新生兒中發(fā)病率約點(diǎn)1%，是性發(fā)育異常及男女不孕癥、不育癥的重要原因，也是先天性心臟病、智能發(fā)育不全等的重要原因之一。隨著染色體分帶技術(shù)、PCR技術(shù)、DNA檢測(cè)技術(shù)等的發(fā)展，對(duì)染色體畸變與疾病關(guān)系的認(rèn)識(shí)日益加深，染色體病日趨增多?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三一、直接以DNA為靶的誘變1.堿基錯(cuò)配2.平面大分子嵌入DNA鏈3.堿基類似物的取代4.堿基化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變或破壞

5.二聚體的形成6.DNA加合物的形成7.DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)物的形成

第二節(jié)致突變作用機(jī)制堿基損傷DNA鏈?zhǔn)軗p現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三堿基錯(cuò)配

DNA分子復(fù)制過(guò)程中錯(cuò)誤堿基的摻入導(dǎo)致堿基對(duì)形成錯(cuò)配，從而影響復(fù)制的真實(shí)性，產(chǎn)生可遺傳的變異。平面大分子嵌入DNA鏈

有些大分子能以靜電吸附形式嵌入DNA單鏈的堿基之間或DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的相鄰多核苷酸鏈之間，稱為嵌入劑。平面大分子嵌入DNA鏈造成移碼突變。

現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三堿基類似物取代

與堿基非常相似的化學(xué)物，稱堿基類似物。堿基類似物能在S期中可與天然堿基競(jìng)爭(zhēng)，并取代其位置。

致突變物改變或破壞堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)①有些化學(xué)物可對(duì)堿基產(chǎn)生氧化作用，從而破壞或改變堿基的結(jié)構(gòu)，有時(shí)還引起鏈斷裂。②有些化學(xué)物質(zhì)可在體內(nèi)形成有機(jī)過(guò)氧化物或自由基，可間接使嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)破壞，容易出現(xiàn)DNA鏈斷裂。現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三共價(jià)結(jié)合形成加合物許多化學(xué)誘變劑或其活化產(chǎn)物是親電子化學(xué)物，可與DNA、RNA或蛋白質(zhì)等大分子親核物質(zhì)發(fā)生共價(jià)結(jié)合，形成穩(wěn)定的加合物（adduct），通常很難用化學(xué)的或生物的方法使其解離。DNA加合物的形成被普遍認(rèn)為是誘變作用的重要事件。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三二、不以DNA為靶的間接誘變

1.抑制紡錘體的作用與微管蛋白二聚體結(jié)合與微管上的巰基結(jié)合破壞已組裝好的微管妨礙中心粒的移動(dòng)其它作用

2.對(duì)酶促過(guò)程的作用

現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三第三節(jié)突變的不良后果

一、突變的后果取決于化學(xué)毒物所作用的靶細(xì)胞，是生殖細(xì)胞，還是體細(xì)胞?，F(xiàn)在是24頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三（一）生殖細(xì)胞突變現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三不同發(fā)育階段的生殖細(xì)胞發(fā)生突變的意義不同。

精原干細(xì)胞、卵原細(xì)胞和休止期的卵母細(xì)胞如果發(fā)生突變，就存在整個(gè)生育年齡將排出突變生殖細(xì)胞的可能性。

精原干細(xì)胞以后的發(fā)育階段或正在成熟與成熟了的卵母細(xì)胞如果發(fā)生突變，那么僅在很短一段時(shí)間中（男性8周左右，女性1次排卵周期），才有排出突變生殖細(xì)胞的可能。

現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三致死性突變顯性致死：使卵子不能受精或突變配子與正常配子結(jié)合后，在著床前或著床后的早期胚胎死亡。隱性致死：需要純合子或半合子才能出現(xiàn)死亡效應(yīng)。非致死突變①產(chǎn)生遺傳性疾病。②對(duì)基因庫(kù)的遺傳負(fù)荷產(chǎn)生不良影響。

基因庫(kù)是指某一物種的生育年齡群體于特定時(shí)期能將遺傳信息傳至下一代的基因的總和。

遺傳負(fù)荷指基因庫(kù)中攜帶的一定量的有害基因?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三我國(guó)新生兒染色體異常人數(shù)的估算現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三（二）體細(xì)胞突變現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三二、機(jī)體對(duì)致突變作用的影響現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三第四節(jié)致突變?cè)囼?yàn)一、觀察項(xiàng)目的選擇1.觀察效應(yīng)終點(diǎn)遺傳學(xué)終點(diǎn)：指試驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象所反映的各種事件。分5類：DNA完整性的改變DNA重排或交換DNA堿基序列改變（基因突變）染色體完整性改變（染色體畸變）染色體分離改變（染色體組畸變）原發(fā)性DNA損傷現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三2.致突變?cè)囼?yàn)項(xiàng)目的組合遺傳毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序通常為一組體內(nèi)、外遺傳毒理學(xué)試驗(yàn)。因?yàn)椋孩倩瘜W(xué)毒物的種類和結(jié)構(gòu)多種多樣，其致突變的機(jī)制不盡相同，作用的靶細(xì)胞也不一樣。②致突變物中僅少數(shù)具有直接致突變作用，大多數(shù)為間接致突變作用，即需要在體內(nèi)代謝活化后，才具有致突變作用。③化學(xué)毒物的致突變性有強(qiáng)，也有弱；有的在某一檢測(cè)系統(tǒng)中是強(qiáng)致突變物，而在另一系統(tǒng)中可能是弱的致突變物?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三入選原則：①選擇的遺傳毒性試驗(yàn)應(yīng)包括5種類型的遺傳學(xué)終點(diǎn)。②實(shí)驗(yàn)指示生物應(yīng)包括若干進(jìn)化階段的物種，既要包括原核生物，又要包括真核生物。③體內(nèi)試驗(yàn)與體外試驗(yàn)配合。④應(yīng)包括生殖細(xì)胞和體細(xì)胞。通常，對(duì)于一種受試物應(yīng)當(dāng)先用原核細(xì)胞或體細(xì)胞的體外試驗(yàn)按遺傳學(xué)終點(diǎn)合理配套進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)有陽(yáng)性結(jié)果的遺傳學(xué)終點(diǎn)驗(yàn)證其在體內(nèi)的真實(shí)性，再行選用生殖細(xì)胞致突變?cè)囼?yàn)進(jìn)行遺傳危害的評(píng)價(jià)?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三

二、常用的致突變?cè)囼?yàn)1．鼠傷寒沙門(mén)氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)2．微核試驗(yàn)3.染色體畸變分析4.姐妹染色單體交換試驗(yàn)（SCE）5.果蠅伴性隱性致死試驗(yàn)6.顯性致死試驗(yàn)7.程序外DNA合成試驗(yàn)8.單細(xì)胞凝膠電泳（SCGE）試驗(yàn)現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三1.鼠傷寒沙門(mén)氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)

又稱Ames試驗(yàn)，檢測(cè)受試物誘發(fā)鼠傷寒沙門(mén)氏菌組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株(his-)回復(fù)突變成野生型(his+)的能力。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)菌株有四種：

TA97和TA98：檢測(cè)移碼突變；TA100：檢測(cè)鹼基置換突變；TA102：對(duì)醛、過(guò)氧化物及DNA交聯(lián)劑較敏感。

試驗(yàn)方法：點(diǎn)試驗(yàn)(預(yù)試驗(yàn))，摻入試驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn))。

鼠傷寒沙門(mén)氏菌原養(yǎng)型(his+)組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株(his-)正向突變回復(fù)突變代謝活化系統(tǒng)受試物現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三①微核：經(jīng)致突變物作用后，染色體無(wú)著絲點(diǎn)斷片或因紡錘體受損傷而丟失的整個(gè)染色單體在細(xì)胞分裂的后期仍留在子細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)，成為一個(gè)或幾個(gè)規(guī)則的次核，稱為微核。②微核試驗(yàn)是觀察受試物能否產(chǎn)生微核的試驗(yàn)。主要可檢出DNA斷裂劑和非整倍體誘變劑。③方法：嚙齒類動(dòng)物骨髓嗜多染紅細(xì)胞(PCE)微核試驗(yàn)。

劑量分組：1/2LD50、1/4LD50、1/8LD50。同時(shí)設(shè)陰性對(duì)照和陽(yáng)性對(duì)照組?，F(xiàn)在是39頁(yè)\一共有42頁(yè)\編輯于星期三三、試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定

1.在評(píng)定陽(yáng)性或陰性結(jié)果之前，應(yīng)首先檢查實(shí)驗(yàn)的質(zhì)