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)致突變作用機制第四節(jié)突變的不良后果第五節(jié)食品毒物的致突變試驗現(xiàn)在是1頁\一共有42頁\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\一共有42頁\編輯于星期三

致突變作用（mutagenesis）：是外來因素，特別是化學(xué)因子引起細胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力，而且這種改變可隨同細胞的分裂過程而遺傳。(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\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是4頁\一共有42頁\編輯于星期三堿基置換（base-pairsubstitution）

指某一堿基對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\一共有42頁\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\一共有42頁\編輯于星期三錯義突變（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)的異常就是由錯義突變引起的。

GCAAAGGATGCGGTTTCGTTTCCTACGCCAAA

GCAAATGATGCGGTTTCGTTTACTACGCCAAA

精苯丙亮蘇脯精亮亮蘇脯現(xiàn)在是7頁\一共有42頁\編輯于星期三無義突變（nonsensemutation）:是指由于某個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\一共有42頁\編輯于星期三2.移碼突變（frameshiftmutation）指發(fā)生一對或幾對（三對除外）的堿基減少或增加，以致從受損點開始堿基序列完全改變，形成錯誤的密碼，并翻譯成為不正常的氨基酸。

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

樹人

美人魚

狼人綜合癥

巨人癥

侏儒癥現(xiàn)在是11頁\一共有42頁\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)細胞有絲分裂中期的染色體來發(fā)現(xiàn)。1.染色體型畸變：兩條染色單體同一位點受損所產(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\一共有42頁\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號染色體倒位。如果該患者和正常人結(jié)婚，在沒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。現(xiàn)在是13頁\一共有42頁\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。這個病癥臨床特點為：睪丸微小，無精子，陰莖小，無喉結(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，無胡須，身材修長，智力低于其實際年齡。其發(fā)病機理：由于生殖細胞在減數(shù)分裂中性染色體不發(fā)生分離所致。經(jīng)檢測，李國華的雄性激素睪丸酮的水平0.16，大大低于正常值的水平?，F(xiàn)在是14頁\一共有42頁\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)再復(fù)制。（三）基因組突變現(xiàn)在是15頁\一共有42頁\編輯于星期三非整倍體與多倍體現(xiàn)在是16頁\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是17頁\一共有42頁\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年巴黎國際染色體命名會議以來，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，目前已確認染色體病綜合征100余種，智力低下和生長發(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檢測技術(shù)等的發(fā)展，對染色體畸變與疾病關(guān)系的認識日益加深，染色體病日趨增多?，F(xiàn)在是18頁\一共有42頁\編輯于星期三一、直接以DNA為靶的誘變1.堿基錯配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)致突變作用機制堿基損傷DNA鏈?zhǔn)軗p現(xiàn)在是19頁\一共有42頁\編輯于星期三堿基錯配

DNA分子復(fù)制過程中錯誤堿基的摻入導(dǎo)致堿基對形成錯配，從而影響復(fù)制的真實性，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\一共有42頁\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爭，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)，有時還引起鏈斷裂。②有些化學(xué)物質(zhì)可在體內(nèi)形成有機過氧化物或自由基，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?，F(xiàn)在是21頁\一共有42頁\編輯于星期三共價結(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為是誘變作用的重要事件。現(xiàn)在是22頁\一共有42頁\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其它作用

2.對酶促過程的作用

現(xiàn)在是23頁\一共有42頁\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)毒物所作用的靶細胞，是生殖細胞，還是體細胞。現(xiàn)在是24頁\一共有42頁\編輯于星期三（一）生殖細胞突變現(xiàn)在是25頁\一共有42頁\編輯于星期三不同發(fā)育階段的生殖細胞發(fā)生突變的意義不同。

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

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

現(xiàn)在是26頁\一共有42頁\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對基因庫的遺傳負荷產(chǎn)生不良影響。

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

遺傳負荷指基因庫中攜帶的一定量的有害基因?，F(xiàn)在是27頁\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是28頁\一共有42頁\編輯于星期三我國新生兒染色體異常人數(shù)的估算現(xiàn)在是29頁\一共有42頁\編輯于星期三（二）體細胞突變現(xiàn)在是30頁\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是31頁\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是32頁\一共有42頁\編輯于星期三二、機體對致突變作用的影響現(xiàn)在是33頁\一共有42頁\編輯于星期三第四節(jié)致突變試驗一、觀察項目的選擇1.觀察效應(yīng)終點遺傳學(xué)終點：指試驗觀察到的現(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\一共有42頁\編輯于星期三2.致突變試驗項目的組合遺傳毒理學(xué)評價程序通常為一組體內(nèi)、外遺傳毒理學(xué)試驗。因為：①化學(xué)毒物的種類和結(jié)構(gòu)多種多樣，其致突變的機制不盡相同，作用的靶細胞也不一樣。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，也有弱；有的在某一檢測系統(tǒng)中是強致突變物，而在另一系統(tǒng)中可能是弱的致突變物?，F(xiàn)在是35頁\一共有42頁\編輯于星期三入選原則：①選擇的遺傳毒性試驗應(yīng)包括5種類型的遺傳學(xué)終點。②實驗指示生物應(yīng)包括若干進化階段的物種，既要包括原核生物，又要包括真核生物。③體內(nèi)試驗與體外試驗配合。④應(yīng)包括生殖細胞和體細胞。通常，對于一種受試物應(yīng)當(dāng)先用原核細胞或體細胞的體外試驗按遺傳學(xué)終點合理配套進行試驗，并對有陽性結(jié)果的遺傳學(xué)終點驗證其在體內(nèi)的真實性，再行選用生殖細胞致突變試驗進行遺傳危害的評價。現(xiàn)在是36頁\一共有42頁\編輯于星期三

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

又稱Ames試驗，檢測受試物誘發(fā)鼠傷寒沙門氏菌組氨酸營養(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)試驗菌株有四種：

TA97和TA98：檢測移碼突變；TA100：檢測鹼基置換突變；TA102：對醛、過氧化物及DNA交聯(lián)劑較敏感。

試驗方法：點試驗(預(yù)試驗)，摻入試驗(標(biāo)準(zhǔn)試驗)。

鼠傷寒沙門氏菌原養(yǎng)型(his+)組氨酸營養(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\一共有42頁\編輯于星期三①微核：經(jīng)致突變物作用后，染色體無著絲點斷片或因紡錘體受損傷而丟失的整個染色單體在細胞分裂的后期仍留在子細胞的胞質(zhì)內(nèi)，成為一個或幾個規(guī)則的次核，稱為微核。②微核試驗是觀察受試物能否產(chǎn)生微核的試驗。主要可檢出DNA斷裂劑和非整倍體誘變劑。③方法：嚙齒類動物骨髓嗜多染紅細胞(PCE)微核試驗。

劑量分組：1/2LD50、1/4LD50、1/8LD50。同時設(shè)陰性對照和陽性對照組。現(xiàn)在是39頁\一共有42頁\編輯于星期三三、試驗結(jié)果的評定

1.在評定陽性或陰性結(jié)果之前，應(yīng)首先檢查實驗的質(zhì)