【正文】 n)： 遺傳的穩(wěn)定是相對的 ? 一方面生物的遺傳物質在自我復制過程中可能發(fā)生改變； ? 另一方面生物個體發(fā)育在受到復雜的內外環(huán)境條件影響下，性狀的發(fā)育可能有所不同。 ? 致突變物 (mutagen)： 指能夠引起突變的物質，又稱誘變劑。 基本作用是決定蛋白質的一級結構 ， 即每個基因決定一條多肽鏈或一種酶 。 二、遺傳學基礎 ? 3. 體細胞和生殖細胞 ? 體細胞 (somatic cell)： 多數(shù)是二倍體 (diploid)細胞，含有兩組完全相同的染色體，其遺傳損傷不會傳遞給下一代。 ? 環(huán)境因素對遺傳所起的作用必須通過基因型才能實現(xiàn)，外界環(huán)境是基因型轉變成具體表型的必要條件。它已被農、林、牧、漁業(yè)和園藝學家利用來培育和選擇新種或良種。 ? 當 DNA鏈上某一堿基由于致突變物作用而脫落或其配對性能發(fā)生改變 ， 在 DNA復制過程中該 DNA互補鏈上的相應位點配上一個錯誤的堿基 ， 即 錯誤配對 (mispairing)。 堿基置換的后果 ? ① 同義突變： 一個氨基酸可有 2－ 6種密碼子，當密碼子的一個堿基被另一個堿基所取代時，密碼子的意義恰恰沒有改變，即同義突變。 ? 鏈終止突變： 指無義突變使肽鏈過早終止。 ? 移碼突變較易成為致死性突變。 ? ④ 易位 (translocation)： 一個染色體片段的位置發(fā)生改變。 ? 某些烷基 (如鳥嘌呤 N7位上的烷基 )， 它是由許多烷化劑形成的主要加合物 ， 造成堿基與脫氧核糖之間的連接鍵不穩(wěn)定 ， 使堿基丟失 。取代后會造成錯誤配對，即發(fā)生堿基置換。 可引起堿基置換或移碼突變 。 ? 非整倍體與多倍體的產(chǎn)生機制相似，可能有程度上的不同，如干擾紡錘體形成，完全阻止形成多倍體，部分阻止形成非整倍體。 ? 非致死性突變（影響后代質量） ? 顯性遺傳：造成下一代遺傳疾病發(fā)生率增加或新病種出現(xiàn)； ? 隱性遺傳：使得遺傳易感性改變，增加下一代基因庫的遺傳負荷。如細菌的重組修復機制是繞過不能配對的嘧啶二聚體或較大的化學加合物 ， 在受損對應的新 DNA鏈留下一間隙 ， 然后通過重組過程 ， 用來自母本鏈的 DNA片段填補間隙 。 ? 與核苷酸切除修復相比，堿基切除修復的專一性更強。 DNA損傷修復的一般特點 ? DNA損傷不僅可以因外源因素所致，也可以因內源因素所致； ? 不同類型的 DNA損傷通過不同的 DNA修復途徑修復； ? 不同類型 DNA損傷修復速度是不同的； ? DNA損傷修復機制有些是基本的，有些是可誘導的； ? DNA損傷修復功能存在物種和個體差異。 ? 后天因素： 主要指不良的生活方式 ， 如吸煙 、 飲酒 、 營養(yǎng)缺乏或不平衡等 。 致突變試驗組合的原則 ? 一組可靠的試驗系統(tǒng)應包括每一類型的遺傳學終點。 ? 常用的菌株有鼠傷寒沙門氏菌 (Salmonella typhimmIm)和大腸桿菌 (E Coli)。 ? 僅四種菌株均得到陰性結果，才認為受試物是非致突變物。 為什么要選用 PCE？ ? 骨髓紅細胞有絲分裂旺盛，造成一個較為靈敏的檢測環(huán)境； ? 嗜多染紅細胞是紅細胞成熟過程中的一個階段，位于紅細胞成熟之前，最后一次分離后數(shù)小時，此時紅細胞的主核已排出，微核容易辨認； ? 嗜多染紅細胞剛完成排核過程，從時間上可以控制了解微核率變化的全過程； ? 嗜多染紅細胞胞質含 RNA，染色與成熟紅細胞易于區(qū)別。 ? PCE中含有的微核大小為細胞直徑的 1/201/5，呈圓形或橢圓形，邊緣光滑整齊，染色性與細胞核一致，呈紫紅色或藍紫色。 試驗步驟 ? 染毒：健康成年 ICR小鼠，實驗前 24小時予環(huán)磷酰胺 40mg/kg體重腹腔注射。 ? 染色體數(shù)目改變包括： ? 整倍體變異：原先 2n的染色體變?yōu)槎啾扼w如 3n或 4n等。即染色體同源座位上 DNA復制產(chǎn)物的相互交換。 它是機體為保證遺傳穩(wěn)定性而對 DNA雙鏈上出現(xiàn)的變異或損傷進行修復合成的過程 。 ? 缺點： 有待于標準化，尚未被國際組織接受。 ? 陽性結果判定條件 ? 具有劑量－反應關系，即隨著劑量的增加，致突變作用也增加； ? 實驗組觀察值與陰性對照比較有顯著性差異，即表明受試物具有致突變性。 ? 致突變試驗是短期致癌物檢測試驗中的一大類，它需與其他試驗結合，互為補充，以獲得可靠的結論。 若 DNA發(fā)生斷裂 ， 則斷裂的小片段 DNA在電泳時泳動速度和大片段的 DNA產(chǎn)生差異 ， 出現(xiàn)如彗星一樣的拖尾現(xiàn)象 。染色和光處理后，兩條染色單體的著色深淺不同。小鼠的染色體數(shù)為 40條，大鼠的染色體數(shù)為 42條。 ? 固定：重懸細胞，加入固定液 4ml混勻，放置室溫 10~20min，然后 1000r/min離心 10min，去上清液。染色體畸變只能在細胞分裂的中期相進行觀察和分析。 ? 將推好晾干的骨髓片用甲醇溶液固定 15min，取出晾干。 ? 在細胞質中微核來源有二： ? 染色體斷片或無著絲粒染色體 ， 在細胞分裂后期不能定向移動 ， 而遺留在細胞質中； ? 有絲分裂物的作用使個別染色體或帶著絲粒的染色體環(huán)和斷片在細胞分裂后期被留在細胞質中 。 鼠傷寒沙門氏菌野生型 (his+) 組氨酸缺陷型突變株 (his) 正向突變 回復突變 代謝活化系統(tǒng) 受試物 ? Ames試驗標準試驗菌株有四種： TA97和 TA98檢測移碼突變 ， TA100檢測堿基置換突變 ， TA102對醛 、 過氧化物和 DNA交聯(lián)劑較敏感 。 ? 配套實驗應包括多種進化程度不同的物種。 ? 但是還有許多試驗所觀察到的現(xiàn)象并不直接反映基因突變、染色體畸變和染色體分離異常，僅反映致突變過程中發(fā)生的其他事件。 二、遺傳因素對致突變作用的影響 ? 個體因素影響致突變作用有兩個方面： ? 先天因素： 即遺傳因素 ， 也就是 遺傳多態(tài)性 ， 是一個衡量遺傳變異的數(shù)據(jù) ， 即群體中多態(tài)基因的比例 。 ? 雙鏈斷裂修復與前述的修復交聯(lián)不同 ， 如切除修復可使DNA鏈結構部分或全部恢復原來的狀態(tài) ， 而雙鏈斷裂修復達不到這種目的 。 光修復 (light repairing) 光裂合酶(photolyase) UV “適應性”反應 ? 鳥嘌呤 O6位易被烷化，造成堿基錯配，這時可依賴烷基轉移酶作用，將鳥嘌呤 O6位的甲基轉給蛋白質 O6甲基鳥嘌呤 DNA甲基化轉移酶（ MGMT ），修復烷基化損傷，鳥嘌呤恢復正常的堿基配對特性。 ? 致畸胎： 致突變物可透過胎盤作用于胚胎體細胞引起畸胎，所以致畸作用不完全是親代生殖細胞突變的后果。 ? DNA是生命物質中唯一具有自身修復能力的分子 ， 其修復過程是依賴各種各樣的酶來進行 。 （二） DNA鏈受損 ? 4. DNA蛋白質交聯(lián)物 (DNAprotein crosslinks， DPC) ? 許多化合物如烷化劑 、 苯并 (a)芘 、 甲醛及一些重金屬鎳 、鉻等 ， 均可引起 DNA蛋白質發(fā)生交聯(lián) 。 ? 亞硝酸鹽能使腺嘌呤和胞嘧啶發(fā)生氧化性脫氨 ， 相應生成次黃嘌呤和尿嘧啶 。 ? 吖啶分子多數(shù)是多環(huán)的平面結構 ， 特別是三環(huán)結構 ， 其長度是 680nm， 恰好是 DNA單鏈相鄰堿基距離的兩倍 。 第三節(jié) 化學物致突變作用 的機制及后果 一、引起突變的 DNA變化 ? 堿基損傷 ? 堿基錯配 ? 平面大分子嵌入 DNA鏈 ? 堿基類似物取代 ? 堿基的化學結構改變或破壞 ? DNA鏈受損 ? 二聚體的形成 ? DNA加合物形成 ? DNA蛋白質交聯(lián)物 （一）堿基損傷 ? 1. 堿基錯配