第七章外源化学物致突变作用PPT文档格式.ppt

1、1946年，摩根的学生，被誉为“果蝇的突变大师”的米勒，证明射线能使果蝇的突变率提高 150倍，因而成为诺贝尔奖获得者.19基因与染色体生物界都知道是遗传因子（即基因）决定了生物的遗传。但是，基因究竟在细胞内的什么地方？摩尔根以果蝇为试验对象回答了这一问题，基因在染色体上。202122摩尔根和他的学生利用果蝇作了大量的研究。1926年出版基因论，建立了著名的基因学说。Thomas Hunt Morgan （1866 1945）23摩尔根在基因论中绘制了果蝇基因位置图，首次完成了当时最新的基因概念的描述：基因是在染色体上呈线性排列的遗传单位，它不仅是决定性状的功能单位，也是一个突变单位和交换单位

2、。至此，人们对基因概念的理解更加具体和丰富了。24摩尔根果蝇遗传实验具有划时代意义人类第一次把基因与染色体联系起来，认为基因是一种物质，是染色体上的一个特定的区段。确立并发展了染色体的遗传理论。25突变研究简史Guttanach成立国际环境诱变剂学会1969Russed化学物可诱发小鼠突变1966用 X 射线可诱发小鼠突变1951Averbach&Robson发现芥子气可诱发基因和染色体畸变1943Muller用 X 射线照射发现可以引起基因突变1927De Vries发现 X 射线可以改变生殖细胞的遗传物质1904作者事 件年份26自发突变（spontaneous mutation）:是由于

3、普遍存在的未知因素作用下，在自然条件下发生的突变特点：发生过程长、频率很低，与物种进化有关从发生原因上，可分为：27诱发突变（induced mutation）：是指人为地造成突变特点：发生过程短、频率高，既可被人类利用，也可能对人类产生危害遗传毒理学（genetic toxicology）：研究化学性和放射性物质的致突变作用以及人类接触致突变物可能引起的健康效应的科学。致突变作用（mutagenesis）：是指外来因 素特别是化学因子引起细胞核中的遗传 物质发生改变的能力，而且此种改变可 随同细胞分裂过程而传递。29致突变物（mutagen）：凡能引起生物体遗传物质发生改变的化学物质或任何环

4、境因子，又称诱变剂，也称为遗传毒物。30直接致突变物（direct-acting mutagen）：具有很高的化学活性，其原型就可引起生物体突变的物质。间接致突变物（indirect-acting mutagen）：本身不能引起突变，必须在体内经过代谢活化，才具有致突变性的物质。31环境中的致突变因素环境中的致突变因素1.化学物质化学物质天然存在的致突变物：如黄曲酶毒素、亚硝酸盐等人工合成的致突变物 抗癌药物：如环磷酰胺等 烷化剂：如环氧乙烷、氮芥、硫芥等 有毒金属：如六价铬、有机汞等 农药：如乐果、敌百虫等 食品添加剂：如奶油黄、胭脂红、食用蓝 1 号和2 号等 其他：如多氯联苯、氯乙烯、苯

5、等322.2.物理因素：物理因素：电离辐射、温度剧烈变化等33 1986年 4月 26日，原在克境苏联乌兰修建的切尔利核站生爆炸引内诺贝电发并起大火。事故致的强射物该导约吨辐严重泄露，造成了史无前例的放射性染，污其危害至今也未能完全消除。切尔利事故增加童体诺贝儿内 D NA变异。在院接受治医疗的受射的孩子辐 343.生物因素：生物因素：病毒、基因工程等转基因鲑鱼转基因鲑鱼（上上）比同年龄比同年龄的野生鲑鱼的野生鲑鱼（下下）重 重 11 倍倍 35第二节 化学毒物致突变的类型从遗传学角度或突变角度分为：基因突变染色体结构改变染色体数目改变36从机理角度分为：对 DNA 为靶的损伤（包括基因突变和

6、染色体畸变）不以 DNA 为靶的损伤（染色体数目异常）37基因突变（genetic mutation）：是指基因在结构上发生了碱基对组成和排列序列的改变（point mutation）。不能用光微直接行察，采用理化应学显镜进观须或生物方法才能出。学检 光学显微镜可分辨的物质最小为 0.2m 相当于 4.7106个核苷酸对的长度 一、基因突变38基因突变：可分为碱基置换和移码突变两种类型。突变基因：基因内存在的突变的基因野生型基因：没有发生突变的基因39（一）碱基置换（base subsititution）转换（transition）：即嘌呤到嘌呤或嘧啶到 嘧啶的变化颠换（transversio

7、n）:即嘌呤到嘧啶或嘧啶 到嘌呤的变化碱基置换是某一碱基配对性能改变或脱落而引起的突变。40A G T C腺嘌呤 鸟嘌呤 胸腺嘧啶 胞嘧啶 41Transitions are more common than transversions 4243后果同义突变（synonymous mutation）：指没有改变基因产物氨基酸序列的突变。GGG 和 GGA 均编码（glycine,Gly,甘氨酸）44错义突变（m i ssense m utati on）：指碱基序列的改变引起了产物氨基酸序列的改变单核苷酸替代45无义突变（nonsense m utati on）：指某个碱基的改变使代表某个氨基酸

8、的密码子变为蛋白质合成的终止密码子，导致多肽链在成熟之前终止合成的改变。终止密码子：UAA UAG UGA46终止密码的突变链终止突变：指无义突变使肽链过早终止。延长突变：指如果终止密码子因突变而为氨基酸编码，结果产生过长的肽链的现象。47指发生一对或几对不等于 3 的倍数的碱基减少或增加，以致从受损点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，并转译为不正常的氨基酸。由于碱基序列所形成的一系列三联体密码子相互间并无标点符号，于是从受损位点开始密码子的阅读框架完全改变。（二）移码突变（frameshift mutation）4849结果是从原始损伤的密码子开始一直到信息末端的氨基酸序列完全改变。使读

9、码框架改变其中某一点形成无义密码，于是产生一个无功能的肽链片段。移码突变较易成为致死性突变。50单碱基置换单碱基缺失51基因突变的案例白化病基因突变的案例白化病突变突变-黑色素生成缺陷 黑色素生成缺陷-眼、毛发色素缺乏眼、毛发色素缺乏发病率，发病率，2/1000常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传52全色盲，双色盲，色弱（红绿蓝三原色）全色盲，双色盲，色弱（红绿蓝三原色）发病率，男性发病率，男性 7%，女性，女性 0.49%X 染色体隐性遗传（交叉遗传）染色体隐性遗传（交叉遗传）尚无有效的治疗方法尚无有效的治疗方法（色盲（色盲矫正隐形眼镜矫正隐形眼镜，改善色觉，改善色觉,提高色调分辨能力）提高色调

10、分辨能力）基因突变的案例色盲症基因突变的案例色盲症5354基因突变的案例多毛症23 岁的墨西哥男子丹尼岁的墨西哥男子丹尼 出生出生后就患有一种罕见的多毛症，后就患有一种罕见的多毛症，全身都被浓厚的黑色毛发覆盖全身都被浓厚的黑色毛发覆盖，看起来就像传说中的恐怖，看起来就像传说中的恐怖“狼人”。“狼人”。据悉，据悉，丹尼一家五代人都患有这丹尼一家五代人都患有这种“狼人综合征”，种“狼人综合征”，他和他和 26岁的哥哥拉里从小便被当成岁的哥哥拉里从小便被当成“怪物”，被关进笼子中四处“怪物”，被关进笼子中四处展出。展出。祖母祖母携带这种变异基因，将它传携带这种变异基因，将它传给了后代。哥哥拉里、堂姐

11、妹给了后代。哥哥拉里、堂姐妹莉莉和卡拉、亲妹妹贾米、莉莉和卡拉、亲妹妹贾米、6岁侄女丹尼拉等岁侄女丹尼拉等55 狼人综合征和月亮以及狼没有任何联系，而是狼人综合征和月亮以及狼没有任何联系，而是与基因有关。与基因有关。多毛症基因曾是人类身上的一种“失传基因”。当当远古时代的人类还是长满毛发的远古时代的人类还是长满毛发的灵长类动物灵长类动物时，身时，身上就存在着这种基因，但当人类渐渐进化后，这种上就存在着这种基因，但当人类渐渐进化后，这种基因变得不再需要，就开始发生突变而“关闭”。基因变得不再需要，就开始发生突变而“关闭”。然而丹尼的家族不知何故，他们体内被“关闭”的然而丹尼的家族不知何故，他们体

12、内被“关闭”的多毛症基因现在又被“打开来了”。多毛症基因现在又被“打开来了”。“狼人综合征”非常罕见，狼人综合征”非常罕见，患病概率只有患病概率只有 100 亿亿分之一，且没有根治办法分之一，且没有根治办法。56二、染色体畸变（chrom osom e aberrati on）57染色体结构异常（畸变）（structural chromosome aberration）：是指由于染色体或染色单体断裂，造成染色体或染色单体缺失或引起各种重排，从而出现染色体结构异常。断裂剂：凡能引起染色体断裂的物质。58染色体畸变又可分为染色体畸变（chromosome-type aberrations）：指染色

13、体中两条染色单体同一位点受损后所产生的结构异常染色单体畸变（chromatid-type aberrations）：指畸变涉及复制染色体中两条染色单体中的一条59染色体结构异常的类型类型：缺失重复倒位易位60（1）缺失（deletion）：染色体上丢失了一个片段。一个染色体发生一次或多次断裂而不重接，就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着丝粒的异常染色体。61（2）重复：在一套染色体里，一个染色体片段出现不止一次。62（3）倒位（inversion）：一个染色体片段被颠倒了。倒转 180 再重接臂间倒位：如果颠倒的片段包括着丝点，称为臂间倒位；臂内倒位：如不包括着丝点，称

14、为臂内倒位。染色体的臂间倒染色体的臂间倒位位 63（4）易位（translocation）：从某个染色体断下的节段接到另一染色体上称为易位。相互易位64染色体结构异常是染色体或染色单体断裂所致。当断端不发生重接或虽重接而不在原处，即可出现染色体结构异常。65三、染色体数目异常Normal human Karyotype:46,XY66动物正常体细胞染色体数目 2n 为标准，为二倍体。染色体数目异常可表现为整倍性畸变和非整倍性畸变。整倍性畸变可能出现单倍体、三倍体或四倍体。超过二倍体的整倍性畸变也统称为多倍体。非整倍性畸变系指比二倍体多或少一条或多条染色体（2n+1,2n-1）。67整倍性畸变68非整倍性畸变69缺体是指缺少一对同源染色体；单体或三体系指某一对同源染色体相应地少或多一个四体则指其比同源染色体多一对。人类中常见有三种三体：（1）21-三体，即 D ow