外源化學物致突變作用

第七章7外源化學物致突變(tūbiàn)作用(chemicalmutagenesis)*1Mailaddress：；Phonenumberoffice〕〔mobile〕王安〔Ph.D.，副教授〕第一頁，共71頁?！灸康?mùdì)要求】掌握(zhǎngwò)突變、致突變作用、致突變物的根本概念；熟悉(shúxī)突變的類型〔基因突變、染色體畸變與數(shù)目改變〕以及生殖細胞、體細胞突變的主要后果;熟悉致突變試驗的方法分類及其配套原那么;了解常見的致突變試驗的方法的原理與意義。*2第二頁，共71頁?！局饕?zhǔyào)內容】概述化學(huàxué)毒物致突變的類型化學(huàxué)毒物致突變作用的機制與后果機體對致突變作用的影響觀察化學(huàxué)毒物致突變作用的根本方法*3第三頁，共71頁。第一節(jié)

概述*4外源化學物致突變(tūbiàn)作用第四頁，共71頁。突變〔mutation〕是指遺傳結構本身的變化及其引起的變異。即生物體的遺傳物質發(fā)生了突然的、根本(gēnběn)的、遺傳的變化。這種變化起源于基因和染色體，是可遺傳的變異。一、根本(gēnběn)概念變異〔variation〕由于普遍存在的內外環(huán)境因素的影響，在種族世代繁衍的過程(guòchéng)中，親代與子代或子代之間出現(xiàn)不同程度上的生物學性狀的差異。1901年DeVries首次提出突變這一術語1909年摩爾根發(fā)現(xiàn)在紅眼果蠅中有白眼果蠅*5外源化學物致突變作用第五頁，共71頁。遺傳(yíchuán)毒理學〔genetictoxicology〕致突變(tūbiàn)作用〔mutagenesis〕致突變(tūbiàn)物〔mutagen〕遺傳毒物〔geneticagent〕*6外源化學物致突變作用研究化學性和放射性物質的致突變作用以及人類接觸致突變物可能引起的健康效應的科學。是指外來因素特別是化學因子引起細胞核中的遺傳物質發(fā)生改變的能力，而且此種改變可隨同細胞分裂過程而傳遞。凡能引起生物體遺傳物質發(fā)生改變的化學物質或任何環(huán)境因子，又稱誘變劑。由于致突變物能損傷遺傳物質，因此致突變物又稱為遺傳毒物。第六頁，共71頁。二、突變(tūbiàn)的主要類型1.自發(fā)(zìfā)突變〔spontaneousmutation〕在普遍存在的未知因素的作用下，生物體在自然條件下發(fā)生的突變。2.誘發(fā)突變(tūbiàn)〔inducedmutation〕人為的用的某種化學、物理和生物因素所引起的突變(tūbiàn)。*7外源化學物致突變作用特點：發(fā)生過程長、頻率很低，與物種進化有關。通常只發(fā)生在某一個基因位點上，而且通常是隱性的。特點：發(fā)生過程短、頻率高，可被人類利用〔篩選或轉基因技術等〕，也可能對人類產生危害〔遺傳毒性〕。第七頁，共71頁。第二節(jié)化學(huàxué)毒物致突變的類型*8外源化學物致突變(tūbiàn)作用第八頁，共71頁?；蛲蛔?jīyīntūbiàn)染色體畸變(jībiàn)堿基置換移碼突變(tūbiàn)結構異常數(shù)目改變突變整碼突變片段突變*9外源化學物致突變作用第九頁，共71頁。一、基因突變(jīyīntūbiàn)〔geneticmutation〕是指基因中DNA序列的變化，即DNA堿基組成和排列(páiliè)順序的改變。由于基因突變限制在某一特定的部位又稱點突變〔pointmutation〕?？煞譃?fēnwéi)堿基置換和移碼突變兩種類型1.堿基置換〔basesubsititution〕：類型:轉換〔transition〕：即嘌呤到嘌呤或嘧啶到嘧啶的變化。顛換〔transversion〕：即嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的變化。*10外源化學物致突變作用某一堿基配對性能改變或脫落所致的突變。即DNA分子內一個堿基被另一個堿基所替代。第十頁，共71頁。*11外源化學物致突變(tūbiàn)作用組成(zǔchénɡ)堿基對的堿基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)第十一頁，共71頁。同義突變(missensemutation)：指沒有改變(gǎibiàn)基因產物氨基酸序列的改變(gǎibiàn)堿基置換的后果(hòuguǒ)錯義突變(synonymousmutation)：指堿基序列(xùliè)的改變引起了產物氨基酸序列(xùliè)的改變無義突變(nonsensemutation)：指某個堿基的改變使代表某個氨基酸的密碼子變?yōu)榈鞍踪|合成的終止密碼子，導致多肽鏈在成熟之前終止合成的改變*12外源化學物致突變作用第十二頁，共71頁。遺傳(yíchuán)密碼子*13外源化學(huàxué)物致突變作用苯丙氨酸-Phe；亮氨酸-Leu；異亮氨酸-Ile；蛋氨酸-Met；纈氨酸-Val；絲氨酸-Ser；脯氨酸-pro；蘇氨酸-Thr；丙氨酸-Ala；酪氨酸-Tyr；組氨酸-His；谷氨酰胺-Gln；天冬酰胺-Asn；賴氨酸-Lys；天冬氨酸-Asp；谷氨酸-Glu；半胱氨酸-Cys；色氨酸-Trp；精氨酸-Arg；甘氨酸-Gly第十三頁，共71頁。321*14外源化學物致突變(tūbiàn)作用第十四頁，共71頁。2.移碼突變(tūbiàn)〔frameshiftmutation〕：*15外源化學(huàxué)物致突變作用指發(fā)生一對或幾對不等于3的倍數(shù)的堿基減少或增加，以致從受損點開始堿基序列完全改變(gǎibiàn)，形成錯誤的密碼，并轉譯為不正常的氨基酸。第十五頁，共71頁。移碼突變(tūbiàn)結果：是從原始損傷的密碼子開始一直到信息末端(mòduān)的氨基酸序列完全改變。使讀碼框架改變其中某一點形成無義密碼，于是(yúshì)產生一個無功能的肽鏈片段移碼較易成為致死性突變*16外源化學物致突變作用第十六頁，共71頁。二、染色體畸變(jībiàn)?定義：指染色體的結構改變。通常由于染色體或染色單體斷裂，造成染色體或染色單體缺失(quēshī)或引起各種重排，從而出現(xiàn)染色體結構的異常。根據(jù)畸變涉及的范圍分為染色單體型畸變與染色體型畸變。*17外源化學物致突變(tūbiàn)作用染色體結構改變的根底是DNA鏈的斷裂，說明遺傳物質嚴重的損傷，可在光學顯微鏡下觀察到某些損傷的類型。第十七頁，共71頁。(1)缺失(quēshī)(deletion)：染色體上喪失了片段。①末端缺失(quēshī):ABCDE→ABCD②中間缺失(quēshī):ABCDE→ABCE(2)重復(duplication)：染色體連續(xù)出現(xiàn)兩段或兩段以上完全相同的片段。ABCDE→ABCDEde(3)倒位(inversion):染色體片段在染色體內作180°的顛倒。根據(jù)倒位的染色體有無著絲點分為臂間倒位與臂內倒位。ABCDEFG→ABCEDFG(4)易位(translocation):非同源染色體間相互交換了染色體片段。ABCDE→ABCIJFGHIJ→FGHDE染色體的結構異常(yìcháng)的類型1.穩(wěn)定性畸變(jībiàn)：可通過細胞分裂而傳遞下去的畸變(jībiàn)類型。*18外源化學物致突變作用第十八頁，共71頁。染色體結構(jiégòu)異常示意圖*19外源化學物致突變(tūbiàn)作用第十九頁，共71頁。2.不穩(wěn)定性畸變(jībiàn)：這種類型的畸變常由于喪失重要的遺傳物質或有絲分裂的機械障礙導致細胞(xìbāo)死亡。*20外源化學物致突變(tūbiàn)作用無中心粒片段、雙中心粒染色體、環(huán)狀染色體及各種其他不對稱重排等。第二十頁，共71頁。染色體畸變裂隙(gap)斷裂(break)斷片(fragment)和缺失(deletion)微小體(minutebody)無著絲點環(huán)環(huán)狀染色體

雙著絲點染色體倒位(inversion)易位(translocation)插入(insertion)和重復(duplication)輻射體*21外源化學(huàxué)物致突變作用第二十一頁，共71頁。染色體畸變(jībiàn)的后果涉及的基因數(shù)量非常(fēicháng)大，可對整個基因組造成嚴重影響；*22外源化學物致突變(tūbiàn)作用雙著絲粒、環(huán)、無著絲粒斷片等不穩(wěn)定的畸變，在細胞分裂過程中容易喪失導致細胞死亡；缺失、倒位、重復及易位等穩(wěn)定的畸變，在細胞分裂過程中細胞的復制不受影響，故畸變可通過細胞分裂傳給子代，并可能導致遺傳性疾病。第二十二頁，共71頁。三、染色體數(shù)目(shùmù)改變正常體細胞染色體數(shù)目為2n，染色體數(shù)目異?？赡鼙憩F(xiàn)為單條(dāntiáo)或多條或成倍性染色體數(shù)目的增減。*23外源化學(huàxué)物致突變作用非整倍體：指細胞喪失或增加一條或幾條染色體。如：缺體(2n-2)、單體(2n-1)、三體(2n+1)、四體(2n+2)多倍體：指染色體數(shù)目以染色體組為單位成倍的增加。如：三倍體(3n)、四倍體(4n)。影響：將導致基因平衡的失調，能影響細胞的生存或造成形態(tài)及功能上的異常，對生殖細胞有時可能致死性的。如：21-三體綜合征(Down氏綜合征、先天愚型〕；在腫瘤細胞及人類自然流產的胎兒細胞中常見三倍體細胞的存在。第二十三頁，共71頁。染色體數(shù)目異常的根本(gēnběn)類型類型公式染色體組整倍體單倍體n(ABCD)二倍體2n(ABCD)(ABCD)三倍體3n(ABCD)(ABCD)(ABCD)四倍體4n(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)非整倍體單體2n-1(ABCD)(ABC)

三體2n+1(ABCD)(ABCD)(A)四體2n+2(ABCD)(ABCD)(AA)雙三體2n+1+1(ABCD)(ABCD)(AB)缺體2n-2(ABC)(ABC)注：A、B、C、D代表(dàibiǎo)非同源染色體*24外源化學(huàxué)物致突變作用第二十四頁，共71頁。Takeabreak*25外源化學(huàxué)物致突變作用第二十五頁，共71頁。第三節(jié)化學毒物致突變作用(zuòyòng)的機制及后果*26外源化學(huàxué)物致突變作用第二十六頁，共71頁。一、引起突變(tūbiàn)的DNA變化烷化劑(alkylatingagent)：是指對DNA和蛋白質具有強烈(qiánɡliè)烷化作用的物質?！惨弧硥A基損傷(sǔnshāng)1.堿基錯配致突物→攻擊DNA鏈上的堿基〔共價結合〕→堿基錯誤配對→基因突變或染色體畸變主要致突變物：烷化劑*27外源化學物致突變作用第二十七頁，共71頁。目前認為(rènwéi)最常受到烷化的位點是:鳥嘌呤的N-7位，其次是O-6位腺嘌呤的N-1、N-3和N-7也易烷化AP位點(apurinicorapyrimidinicsite)：是指喪失堿基的DNA留下了一個(yīɡè)無嘌呤或無嘧啶的位點。一般(yībān)情況下甲基化＞乙基化＞高碳烷基化烷化作用：指烷化劑提供甲基或乙基等烷基與DNA共價結合的過程。*28外源化學物致突變作用第二十八頁，共71頁。2.平面(píngmiàn)大分子嵌入DNA鏈嵌入劑(intercalatingagent)：指能以靜電(jìngdiàn)吸附形式嵌入DNA單鏈的堿基之間或DNA雙螺旋結構的相鄰多核苷酸鏈之間的物質。如丫啶類染料分子多數(shù)是多環(huán)的平面結構，特別(tèbié)是三環(huán)結構，其長度為6.8×102nm，恰好是DNA單鏈相鄰堿基距離的兩倍。通常引起移碼突變*29外源化學物致突變作用第二十九頁，共71頁。3.堿基類似物取代(qǔdài)：4.破壞(pòhuài)或改變堿基的化學結構：*30外源化學物致突變(tūbiàn)作用致突物的結構與堿基相似即堿基類似物→細胞DNA合成期〔S期〕→取代正常的堿基→錯配→堿基置換。常見的致突變物：

Brdu→胸腺嘧啶

2-氨基嘌呤→鳥嘌呤致突物→對堿基產生氧化作用→破壞或改變堿基結構→堿基置換、染色體畸變如：亞硝酸鹽、甲醛、氨基甲酸乙酯等第三十頁，共71頁。1.二聚體的形成(xíngchéng)：紫外線照射→DNA鏈→環(huán)丁烷嘧啶二聚體和〔4-6〕光產物→大損傷→染色體畸變。這類大損傷可阻止DNA復制并引起細胞死亡加合物形成：致突物與細胞大分子之間通過共價鍵形成的穩(wěn)定復合物→突變〔堿基置換、移碼突變〕DNA加合物形成可活化癌基因如：烷化劑、芳香胺、多環(huán)芳烴、黃曲霉毒素(dúsù)以及一些植物毒素(dúsù)等蛋白質交聯(lián)物〔DPC〕形成：致突物→細胞內DNA與蛋白質→穩(wěn)定的共價結合物〔DPC〕→影響(yǐngxiǎng)DNA構象與功能→染色體畸變如：烷化劑、B(a)P、砷化合物、醛類化合物及重金屬等?！捕矰NA鏈受損*31外源化學物致突變作用第三十一頁，共71頁。二、引起(yǐnqǐ)突變的細胞分裂過程改變致突物→紡錘體、中心粒和其他核細胞器→干擾細胞有絲分裂(yǒusīfēnliè)→染色體別離異?！a生非整倍體和多整倍體。如：秋水仙堿、常春新堿、灰黃霉素等秋水仙堿是典型的引起細胞分裂完全抑制的物質，因此這種效應(xiàoyìng)又稱秋水仙堿效應(xiàoyìng)或細胞有絲分裂有些干擾劑僅使細胞群體的有絲分裂數(shù)減少，被稱之為抗有絲分裂劑*32外源化學物致突變作用第三十二頁，共71頁。三、其他(qítā)間接誘變機制1.致突物→DNA合成酶和修復酶類→酶活性下降或喪失→DNA復制(fùzhì)高保真性改變、DNA修復障礙→突變2.致突物→組蛋白和非組蛋白→遺傳結構的完整性和基因表達調控(diàokònɡ)改變→突變*33外源化學物致突變作用第三十三頁，共71頁。四、突變(tūbiàn)的后果突變的后果取決于化學(huàxué)毒物所作用的靶細胞體細胞：其影響僅能在直接接觸該物質的個體身體上表現(xiàn)出來，不可能(kěnéng)遺傳到下一代。生殖細胞：其影響有可能遺傳到下一代。*34外源化學物致突變作用第三十四頁，共71頁。DNA損傷修復的效率體細胞突變生殖細胞突變良性腫瘤惡性轉化細胞衰老分化的胚胎細胞受損未分化胚胎細胞受損顯性致死隱性致死存活突變動脈硬化未知病變癌變老化出生缺陷（流產/死胎）癌變出生缺陷（功能或結構畸的形）流產死產出生缺陷基因負荷增加先天性疾病突變后果示意圖*35外源化學物致突變(tūbiàn)作用第三十五頁，共71頁。1.生殖細胞突變(tūbiàn)的后果顯性致死：突變(tūbiàn)配子與正常配子結合后，突變(tūbiàn)配子與正常配子結合后，在著床前或著床后的早期胚胎死亡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需要純合子或半合子才能出現(xiàn)死亡效應〔1〕致死(zhìsǐ)性突變：先天畸形等遺傳性疾病遺傳易感性改變〔2〕非致死性突變〔可遺傳的改變〕:*36外源化學物致突變作用第三十六頁，共71頁。生物個體生殖細胞發(fā)生(fāshēng)突變或染色體畸變后，有些可能會在世代傳遞、選擇過程中在人群中固定下來，增加人類下一代基因庫的遺傳負荷。遺傳負荷〔geneticload〕：指人群中每個個體所攜帶有害基因(jīyīn)或致死基因(jīyīn)的平均水平?；驇臁瞘enepool〕：指某一物種在特定時期(shíqī)中能將遺傳信息傳至下一代的處于生育年齡的群體所含有的基因總和。*37外源化學物致突變作用第三十七頁，共71頁。2.體細胞突變(tūbiàn)的后果〔1〕癌變：體細胞突變是細胞癌變的重要根底，在許多腫瘤中，都可觀察到癌基因的活化和抑癌基因的失活，并存在(cúnzài)缺失、易位、倒位等染色體畸變。〔2〕致畸胎：致突變物可透過胎盤作用(zuòyòng)于胚胎體細胞引起畸胎，所以致畸作用(zuòyòng)不完全是親代生殖細胞突變的后果?！?〕其他不良后果：動脈粥樣硬化、衰老。*38外源化學物致突變作用第三十八頁，共71頁。第四節(jié)機體對致突變(tūbiàn)作用的影響*39外源化學物致突變(tūbiàn)作用第三十九頁，共71頁。一、DNA損傷(sǔnshāng)的修復機體(jītǐ)修復DNA損傷的機制分為兩大類：〔二〕DNA修復(xiūfù)機制〔一〕損傷耐受機制損傷耐受：指DNA遺傳可繞過那些阻止DNA復制的DNA損傷。如：細菌的重組修復。1.直接修復2.切除修復*40外源化學物致突變作用第四十頁，共71頁。DNA修復(xiūfù)直接(zhíjiē)修復切除(qiēchú)修復“適應性〞反響光復活核苷酸切除修復堿基切除修復誤配修復復制后修復呼救性修復*41外源化學物致突變作用第四十一頁，共71頁。指引起DNA損傷的反響為可逆性的。依賴某種酶的作用，為一步(yībù)完成的修復機制。1.直接(zhíjiē)修復：〔1〕光復活〔photoreactivation〕：修復紫外線損傷產生的胸腺嘧啶(mìdìnɡ)二聚體，廣泛存在原核和真核生物體內。所依賴的酶為“光裂合酶〞〔photolyase〕〔2〕“適應性〞反響：主要是O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉移酶〔MGMT〕修復鳥嘌呤O6位的烷基化損傷。*42外源化學物致突變作用第四十二頁，共71頁?！?〕呼救(hūjiù)性修復：SOS修復〔易錯修復〕指將損傷或不正確(zhèngquè)的甲基去除和替換。是多步驟修復過程，需多種酶的參與。2.切除(qiēchú)修復有以下五類修復方式：〔1〕核苷酸切除修復：最常見的修復機制〔2〕堿基切除修復〔4〕復制后修復：損傷耐受過程〔3〕誤配修復：細菌誤配修復：DNA糖基酶作用、“AP位點〞*43外源化學物致突變作用第四十三頁，共71頁。任何DNA損傷，只要修復無誤，突變就不會發(fā)生；如果修復錯誤或未經(jīng)修復，損傷就得以固定下來，于是發(fā)生突變。因此，誘發(fā)(yòufā)突變是一個受控制的過程，失控才真正發(fā)生突變?；瘜W致突變(tūbiàn)作用模式：損傷(sǔnshāng)-修復-突變*44外源化學物致突變作用第四十四頁，共71頁。遺傳毒物終致突變物+DNA

加合物DNA損傷DNA復制

損傷正在復制的DNA

突變

修復無錯細胞存活易錯修復復制后修復細胞存活加合的堿基錯配解毒細胞死亡、靜止狀態(tài)的細胞*45外源化學物致突變(tūbiàn)作用第四十五頁，共71頁。二、遺傳(yíchuán)因素對致突變作用的影響先天性：即遺傳(yíchuán)因素，指遺傳(yíchuán)多態(tài)性，起決定作用。個體因素(yīnsù)對致突變作用的影響：后天性：主要指不同生活方式，如吸煙、飲酒、營養(yǎng)缺乏、年齡等。*46外源化學物致突變作用第四十六頁，共71頁。(一)代謝(dàixiè)酶遺傳多態(tài)性：如細胞(xìbāo)色素P-450、GST等具有多態(tài)性。*47外源化學(huàxué)物致突變作用遺傳多態(tài)性〔geneticpolymorphysm〕：即群體中多態(tài)基因的比例?；蚨鄳B(tài)性〔geneticpolymorphysm〕：當一個基因座位的最常見的等位基因頻率不超過時，這個基因座位即是多態(tài)性。代謝酶多態(tài)性：由于遺傳背景的差異和環(huán)境因素的作用，使不同個體的代謝酶活力及毒物代謝能力存在個體差異，因而對化學物及致癌物的易感性不同。第四十七頁，共71頁?！捕承迯?xiūfù)酶遺傳多態(tài)性*48外源化學(huàxué)物致突變作用修復酶存在多態(tài)性→明顯(míngxiǎn)的個體差異→修復能力差異→機體對損傷的反響不同。修復損傷→保持高保真復制修復不力或易錯修復→基因突變、腫瘤發(fā)生如：O6-甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉移酶〔MGMT〕聚〔二磷酸腺苷-核糖〕多聚酶〔PARP〕第四十八頁，共71頁。Takeabreak*49外源化學(huàxué)物致突變作用第四十九頁，共71頁。第五節(jié)觀察(guānchá)化學毒物致突變作用的根本方法*50外源化學物致突變(tūbiàn)作用第五十頁，共71頁。致突變(tūbiàn)試驗的目的檢測外源化學物對哺乳動物生殖細胞的遺傳(yíchuán)毒性，預測其對人類的遺傳(yíchuán)危險性檢測(jiǎncè)外源化學物的致突變性，預測其對哺乳動物和人的致癌性*51外源化學物致突變作用第五十一頁，共71頁。一、觀察工程(gōngchéng)的選擇遺傳學終點(geneticendpoint)：在致突變試驗中觀察(guānchá)到的現(xiàn)象所反映的各種事件統(tǒng)稱為遺傳學終點。〔1〕DNA完整性改變〔形成(xíngchéng)加合物/斷裂/交聯(lián)〕1.觀察效應終點的類型：〔5〕染色體別離改變〔非整倍體和多倍體〕〔4〕染色體完整性改變〔染色體畸變〕〔3〕DNA堿基序列改變〔基因突變〕〔2〕DNA重排或交換〔DNA修復合成、重組〕*52外源化學物致突變作用第五十二頁，共71頁。遺傳學終點現(xiàn)象致突變試驗DNA完整性的改變形成加合物/斷裂/交聯(lián)細菌DNA修復試驗DNA重排或交換DNA修復合成、重組SCE試驗DNA堿基序列改變基因突變Ames試驗染色體完整性改變染色體受損斷裂等微核試驗、染色體畸變分析染色體分離改變整倍體或非整倍體微核試驗、染色體畸變分析常見致突變試驗遺傳學終點(zhōngdiǎn)分類*53外源化學(huàxué)物致突變作用第五十三頁，共71頁。2.試驗組合(zǔhé)的原那么試驗組應包括(bāokuò)每一類型的遺傳學終點，如細胞回復突變試驗、微核試驗、細菌DNA修復試驗和體外姐妹染色單體交換試驗〔SCE)?！策z傳學終點的齊全〕試驗(shìyàn)組中的指示生物應包括幾個進化階段，至少要包括原核細胞與真核細胞兩個系統(tǒng)〔包括有原核生物和真核生物〕試驗組應包括體內試驗與體外試驗〔體內試驗與體外試驗相配合〕，體外試驗〔+S9和-S9)和體內試驗細胞突變試驗為陽性者有必要進行生殖細胞突變試驗?！舶ㄉ臣毎腕w細胞〕*54外源化學物致突變作用第五十四頁，共71頁。二、常用(chánɡyònɡ)的致突變試驗?Ames試驗?微核試驗?染色(rǎnsè)體畸變分析?姐妹染色(rǎnsè)單體交換試驗〔SCE〕?果蠅伴性隱性致死試驗?顯性致死試驗?程序外DNA合成試驗?彗星試驗*55外源化學物致突變(tūbiàn)作用第五十五頁，共71頁。1.鼠傷寒(shānghán)沙門氏菌回復突變試驗〔Ames試驗〕

正向突變鼠傷寒沙門氏菌原養(yǎng)型(his+)鼠傷寒沙門氏菌突變型(his-)

回復突變

±代謝活化系統(tǒng)(S9)

受試物Ames試驗原理示意圖組氨酸突變(tūbiàn)菌(his-)在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不能生長，如回復突變(tūbiàn)成野生型〔his+〕后那么可以生長。用組氨酸突變(tūbiàn)菌〔his-〕作為指示菌觀察化學物的誘變性.*56外源化學(huàxué)物致突變作用第五十六頁，共71頁。鼠傷寒沙門氏菌野生型（his＋）

鼠傷寒沙門氏菌突變型（his－）

正向突變回復突變受試物試驗菌種(his-)S9試驗菌種(his-)S9Ames試驗(shìyàn)原理*57外源化學物致突變(tūbiàn)作用第五十七頁，共71頁。組氨酸突變(tūbiàn)菌(his-):在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不能生長；回復突變成野生型(his+):可在不含組氨酸的最低營養(yǎng)(yíngyǎng)平皿上生長；標準試驗菌株有四種:TA97和TA98檢測移碼突變(tūbiàn)、TA100檢測堿基置換突變(tūbiàn)、TA102對醛、過氧化物及DNA交聯(lián)劑較敏感；這四個試驗菌株除了含有his-突變，還有一些附加突變，以提高敏感性。*58外源化學物致突變作用第五十八頁，共71頁。?結果(jiēguǒ)判斷只要在一種試驗菌株得到陽性結果(jiēguǒ)，即認為受試物是致突變物僅當四種試驗菌株均得到陰性結果，才認為受試物是非(shìfēi)致突變物不加S9混合液得到陽性結果，說明受試物是直接致突變物。加S9混合液才得到陽性結果，說明該受試物是間接致突變物。*59外源化學物致突變作用第五十九頁，共71頁。?微核〔micronucleus〕：是指染色體無著絲點斷片或因紡錘體受損傷而喪失的整個染色體在細胞分裂的后期仍留在子細胞的胞質內，成為一個(yīɡè)或幾個規(guī)那么的次核，因比主核小，故稱微核。2.微核試驗〔micronucleustest，MNT)常用(chánɡyònɡ)嚙齒類動物骨髓嗜多染紅細胞〔PCE〕做微核試驗。PCE是紅細胞成熟的一個階段，此時紅細胞的主核已排出，微核容易辯認，PCE胞質含RNA染色與成熟紅細胞易于區(qū)別，故為骨髓微核試驗的首選(shǒuxuǎn)細胞群。主要是檢出DNA斷裂劑〔染色體完整性改變〕和非整倍體誘變劑〔染色體別離改變〕。*60外源化學物致突變作用第六十頁，共71頁。微核試驗簡單(jiǎndān)操作程序大鼠或小鼠每天染毒(rǎndú)一次，連續(xù)四天第五天處死動物，取出骨髓(ɡǔsuǐ)，涂片，固定，染色計數(shù)PCE的微核細胞率*61外源化學物致突變作用第六十一頁，共71頁。MNNCEPCEPCE：嗜多染紅細胞MN：微核NCE：正染紅細胞*62外源化學物致突變(tūbiàn)作用第六十二頁，共71頁。原理：在電泳槽中，DNA斷片在電場的作用下，由細胞核中移出，并向陽極(yángjí)泳動，經(jīng)熒光染色后見到細胞核和移出的DNA斷片，形成有如彗星一