外源化學(xué)物的致突變作用省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)?wù)n件

外源性化學(xué)物致突變作用1/47此次課程主要內(nèi)容一、遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功效二、遺傳損傷分類三、遺傳毒性形成機(jī)制四、突變后果五、突變遺傳學(xué)終點(diǎn)六、基因突變分類和檢測(cè)七、機(jī)體對(duì)突變作用：八、致突變?cè)囼?yàn)組合試驗(yàn)九、抗突變研究進(jìn)展2/47一、遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功效3/47基因、染色體與DNADNA，基因和染色體關(guān)系DNA復(fù)制：是遺傳物質(zhì)自我復(fù)制，屬于半保留復(fù)制，其中只有一個(gè)母板才能進(jìn)行復(fù)制遺傳法則染色體基本結(jié)構(gòu)：4/47真核生物染色體特點(diǎn)1.非重復(fù)序列2.中度重復(fù)序列3.高度重復(fù)序列—衛(wèi)星DNA4.多基因家族5.中止基因：一個(gè)蛋白質(zhì)基因組成是由許多不連續(xù)基因外顯子組成5/47蛋白質(zhì)合成1.mRNA與遺傳密碼2.tRNA結(jié)構(gòu)和功效3.核糖體6/47突變物質(zhì)基礎(chǔ)突變概念：突變普通情況對(duì)機(jī)體是有害基因組與基因組計(jì)劃：人類只有一個(gè)基因組，大約有５－１０萬個(gè)基因。人類基因組計(jì)劃是美國科學(xué)家于１９８５年率先提出，意在說明人類基因組３０億個(gè)堿基正確序列，發(fā)覺全部些人類基因并搞清其在染色體上位置，破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全方面地認(rèn)識(shí)自我。計(jì)劃于１９９０年正式開啟1999年，中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃，負(fù)擔(dān)1%也就是３號(hào)染色體上３０００萬個(gè)堿基對(duì)測(cè)序任務(wù)，成為參加這一計(jì)劃惟一發(fā)展中國家?？傉偌?楊煥明南方組:陳竺,北方組:強(qiáng)伯勤7/47突變與癌變二次突變學(xué)說突變與癌變相關(guān)性8/47遺傳物質(zhì)分布大部分在核內(nèi)，分布為染色體小部分在核外細(xì)胞器上如：線粒體DNA，無內(nèi)含子，是自由基攻擊重點(diǎn)共同點(diǎn)：都受到膜保護(hù)，所以只有含有膜通透性或代謝為能夠通透膜物質(zhì)才含有遺傳毒性9/4710/47二、遺傳損傷分類1基因突變2染色體畸變3染色體數(shù)目異常4.DNA損傷5.誘重組效應(yīng)11/471.基因突變（1）單點(diǎn)突變和多點(diǎn)突變：轉(zhuǎn)換和顛換（2）移碼突變（3）基因大片段損傷：也稱基因重排（4）同義、錯(cuò)義和無義突變（5）正向突變和回復(fù)突變：野生型突變型（6）其它類型突變：比如發(fā)生在內(nèi)含子或調(diào)整基因編碼上突變（如開啟子）正向突變反向突變12/472染色體畸變概念：因?yàn)槿旧w或染色單體發(fā)生斷裂，造成染色體或單體缺失、重排，而出現(xiàn)染色體或染色單體結(jié)構(gòu)異常，也稱為染色體結(jié)構(gòu)畸變假如一條染色體畸變稱為結(jié)構(gòu)雜合體假如一隊(duì)同源染色體產(chǎn)生了相同結(jié)構(gòu)變異，稱為結(jié)構(gòu)純合體普通情況下，物質(zhì)只能誘發(fā)DNA單鏈斷裂（1）斷裂（2）斷片或微小缺失（3）倒位（4）形成無著絲粒染色體環(huán)（5）插入和重復(fù)（6）易位（7）著絲粒融合發(fā)生染色體畸變（8）其它情況13/473.染色體數(shù)目異常多倍體或單倍體14/474.DNA損傷包含（1）是制DNA分子中一級(jí)結(jié)構(gòu)中堿基、脫氧核糖和磷酸改變（2）二級(jí)或三級(jí)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)象動(dòng)態(tài)改變異常其中以（1）中堿基改變最常見，也最嚴(yán)重15/475.誘重組效應(yīng)同源DNA序列之間遺傳重組是減數(shù)分裂一部分，并對(duì)組成群體遺傳變異是必需，發(fā)生在形成配子過程中16/47三、遺傳毒性形成機(jī)制一.直接以DNA為靶損傷機(jī)制二.不以DNA為靶損傷機(jī)制17/47機(jī)制研究：堿基損傷1外源性化學(xué)物對(duì)DNA直接攻擊，如烷化劑，能夠非特異攻擊DNA平面大分子嵌入DNA鏈造成突變堿基取代；很多抗癌藥品原理；5-FU化學(xué)物對(duì)堿基化學(xué)結(jié)構(gòu)改變和破壞。18/47機(jī)制研究DNA鏈損傷對(duì)DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，DNA螺旋破壞與基因中蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，尤其是與組蛋白共價(jià)結(jié)合DNA加合物形成 氧化損傷使DNA結(jié)構(gòu)斷裂19/47機(jī)制研究對(duì)紡錘體毒作用對(duì)DNA修復(fù)酶作用（MGMT和PARP）改變體內(nèi)微量元素分布，從而影響DNA合成和修復(fù)；如鉛遺傳毒性外源性物質(zhì)對(duì)GJIC影響，1是直接影響GJIC功效，二是經(jīng)過影響細(xì)胞信使影響GJIC定標(biāo)損傷，非定標(biāo)損傷，旁觀者效應(yīng)，用熒光黃怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)20/47四、突變后果對(duì)生殖細(xì)胞而言：能夠遺傳給后代，造成子代病變或者在子代中潛伏下來，形成遺傳負(fù)荷對(duì)體細(xì)胞而言是造成腫瘤，衰老，動(dòng)脈硬化原因21/47五、突變遺傳學(xué)終點(diǎn)DNA完整性改變（形成加合物，斷裂，交聯(lián)）DNA重排或交換DNA堿基序列改變?nèi)旧w完整性改變?nèi)旧w分離異常22/47六、基因突變分類和檢測(cè)堿基置換：野生型P53轉(zhuǎn)變?yōu)橥蛔冃蚉53檢驗(yàn)TA100移碼突變：TA98大段損傷全部這些都能夠用分子生物學(xué)伎倆，經(jīng)過PCR技術(shù)后，電泳分出需要條帶，用內(nèi)切酶酶切后再電泳，就能夠分析DNA組成，或者直接讓企業(yè)分析23/47基因突變非特異檢測(cè)伎倆新技術(shù)SCGE原理：觀察目標(biāo)能夠觀察內(nèi)容：DNA損傷，DNA結(jié)合細(xì)胞調(diào)亡24/4725/47染色體畸變斷裂倒位插入和重復(fù)易位檢驗(yàn)方法：微核技術(shù)：26/47微核技術(shù)原理：檢測(cè)染色單體損傷或紡錘體損傷觀察27/4728/47姐妹染色體交換技術(shù)29/47程序外DNA合成也稱非程序性DNA合成：當(dāng)DNA受損傷時(shí)，發(fā)生在S期半保留DNA程序合成之外DNA合成30/47染色體數(shù)目異常3倍體檢測(cè)伎倆：核型檢驗(yàn)，用普通光學(xué)顯微鏡，遺傳學(xué)伎倆就能夠31/47新技術(shù)轉(zhuǎn)基因鼠：轉(zhuǎn)入鼠一個(gè)含有轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，5`非翻譯區(qū)，翻譯起始密碼子，終止密碼子，3`非翻譯區(qū)和一個(gè)PolyA基因序列方法：1原核顯微注射法（受精卵直徑70μm照射器0.75μm)2逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法

3胚胎干細(xì)胞法32/47新技術(shù)熒光原位雜交（FISH）33/47七、機(jī)體對(duì)突變作用：1修復(fù)突變光修復(fù)適應(yīng)性修復(fù)切除修復(fù)（糖基化酶，插入酶，聚合酶，連接酶）修復(fù)后修復(fù)SOS修復(fù)34/47機(jī)體對(duì)突變作用：抵抗突變代謝酶多態(tài)性研究比較我是CYP1A1，P450系，脫氫酶等修復(fù)功效個(gè)體性差異：MGMTPARP35/47八、致突變?cè)囼?yàn)組合試驗(yàn)原因：一個(gè)試驗(yàn)往往漏檢一級(jí)試驗(yàn)：Ames試驗(yàn)和一個(gè)體外細(xì)胞遺傳學(xué)試驗(yàn)二級(jí)試驗(yàn)：幾個(gè)體外試驗(yàn)組合36/47試驗(yàn)方法選擇和利用1.對(duì)試驗(yàn)要求：經(jīng)費(fèi)少，周期短，靈敏，特異，重復(fù)性好，結(jié)果要好2.方法比較基因突變要比染色體損傷敏感些微生物試驗(yàn)方法不如哺乳動(dòng)物試驗(yàn)效果好37/47試驗(yàn)方法選擇和利用3.選擇利用標(biāo)準(zhǔn)配套試驗(yàn)先短期試驗(yàn)，后長久試驗(yàn)先體外試驗(yàn)后體內(nèi)試驗(yàn)兼顧基因突變和染色體畸變生殖細(xì)胞和體細(xì)胞都要考慮38/47試驗(yàn)方法選擇和利用4.結(jié)果評(píng)價(jià)（3組試驗(yàn)）劑量-反應(yīng)關(guān)系結(jié)果一致時(shí)，判定輕易結(jié)果不一致時(shí)A：補(bǔ)充試驗(yàn)B：增加長久試驗(yàn)39/47突變?cè)囼?yàn)中需要注意一些問題1對(duì)照設(shè)置2S9制備3盲法在試驗(yàn)中應(yīng)用40/47九、抗突變研究進(jìn)展機(jī)制研究方法：先染毒同時(shí)染毒和加研究物先加待研究物，再染毒41/47考慮問題主要角度：待研究物對(duì)前體代謝抑制待研究物對(duì)細(xì)胞膜穩(wěn)定作用待研究物對(duì)細(xì)胞染色體穩(wěn)定作用42/47抗突變劑反抗自由基作用

1直接抗自由基作用2.作用于與自由基相關(guān)酶：GSH，UDPGA，SOD以及43/47考慮問題主要角度：修復(fù)已經(jīng)發(fā)生突變提升細(xì)胞間信息傳遞44/47細(xì)胞信息傳遞作用在抗突變中主要性

1.視黃醛，類胡蘿卜素，綠茶成份等有機(jī)成份能增強(qiáng)細(xì)胞間隙信息傳導(dǎo)2.金屬元素對(duì)細(xì)胞信息傳導(dǎo)影響45/47其它原因影響

1.免疫原因影響:?胡蘿卜素提升免疫了也是其抗腫瘤機(jī)制之一2.O6-甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶（MGMT）