Ames实验解析

外源化学物致突变作用遗传(genetic)：1.是指生物物种通过各种繁殖方式来保证世代间生命延续的过程。2.遗传是保持生物种族特性稳定的根本，该能力源自遗传物质DNA的特性；3.遗传的稳定是相对的。金丝猴的后代仍然是金丝猴牛的后代仍然是牛•变异(variation)：•是指生物亲、子代间，或子代个体之间的差异。•变异引起生物多态性，使生物得以发展和进化。•遗传的稳定性是相对的，变异是绝对的。•变异也给人类带来许多负面影响，如遗传性疾病。美洲豹母子家狗母子一、基本概念➢突变（mutation)：是指遗传结构本身的变化及其引起的变异。即生物体的遗传物质发生了突然的、根本的、遗传的变化，因为这种变化起源于基因和染色体，因此，是可遗传的变异。1901年DeVries首次提出突变这一术语。突变依其发生的方式分为：1.自发突变(spontaneousmutation)2.诱发突变(inducedmutation)❖概念：是由于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。➢自发突变(spontaneousmutation)➢诱发突变(inducedmutation)❖概念：是指人为地造成突变。是由已知的某种化学、物理和生物因素所引起的突变。❖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。➢致突变作用(mutagenesis)广义概念是外来因素，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。简单地说，突变的发生及其过程即为致突变作用。❖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境因子，又称诱变剂。❖遗传毒物(genotoxicagent)：由于致突变物能损伤遗传物质，因此致突变物又称为遗传毒物。化学毒物致突变的类型基因突变碱基置换移码突变染色体结构畸变染色体数目改变染色体改变❖基因突变(genemutation)定义：指基因中DNA序列的变化，即DNA碱基组成和排列顺序的改变。因基因突变限制在一特定的部位又称点突变(pointmutation)。类型：两种类型➢碱基置换➢移码突变➢碱基置换(basesubstitution)定义：是某一碱基配对性能改变或脱落所致的突变。形式：转换(transition)：即嘌呤到嘌呤或嘧啶到嘧啶的变化。颠换(transvertion)：即嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的变化。➢移码突变(frameshiftmutation)❖定义：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。❖原因：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。染色体畸变(chromosomeaberration)❖定义：指染色体的结构改变。即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。❑染色单体型畸变(chromatid-typeaberration)❑染色体型畸变(chromosomeaberration)染色体畸变(chromosomeaberration)❑染色体结构改变的基础是DNA链的断裂❑断裂剂：凡能引起染色体断裂的物质。❑断裂作用：染色体断裂的发生或过程。❖染色体型畸变是指遗传物质大的改变--大损伤，一般可在光学显微镜下细胞学检查发现染色体断裂及由断裂所致的各种重排。染色体畸变类型：染色体畸变裂隙(gap)断裂(break)断片(fragment)和缺失(deletion)微小体(minutebody)无着丝点环环状染色体双着丝点染色体倒位(inversion)易位(translocation)插入(insertion)重复(duplication)辐射体染色体数目改变➢动物正常体细胞染色体数目2n为标准，染色体数目异常可能表现为单条或多条或成倍性染色体数目的增减。包括：❑非整倍体(aneuploid)❑多倍体(polyloid)❑非整倍体(aneuploid)含义：指细胞丢失或增加一条或几条染色体。类型：缺体(2n-2)、单体(2n-1)、三体(2n+1)、四体(2n+2)后果：染色体数目的改变会导致基因平衡的失调，可能影响细胞的生存或造成形态及功能上的异常。例如：21-三体综合征(Down氏综合征、先天愚型）❑多倍体(polyloid)含义：指染色体数目以染色体组为单位的成倍增加。类型：三倍体(3n)、四倍体(4n)后果：染色体数目的改变会导致基因平衡的失调，可能影响细胞的生存或造成形态及功能上的异常。发生于生殖细胞的整倍体改变，几乎都是致死性的。例如：在肿瘤细胞及人类自然流产的胎儿细胞中常见三倍体细胞的存在。化学毒物致突变作用的后果观察化学毒物致突变作用的基本方法------致突变试验遗传学终点(geneticendpoint)：在致突变试验中观察到的现象所反映的各种事件的统称。1.观察效应终点的类型：(1)DNA完整性改变(2)DNA重排或交换(3)DNA碱基序列改变（基因突变）(4)染色体完整性改变（染色体畸变）(5)染色体分离改变（非整倍体和多倍体）一、观察项目的选择常见致突变试验遗传学终点分类遗传学终点现象致突变试验DNA完整性的改变形成加合物/断裂/交联细菌DNA修复试验彗星试验DNA重排或交换DNA修复合成、重组SCE试验DNA碱基序列改变基因突变Ames试验染色体完整性改变染色体受损断裂等微核试验、染色体畸变分析染色体分离改变整倍体或非整倍体微核试验、染色体畸变分析2.成套的观察项目❑致突变试验组合的配套原则：(1)遗传学终点齐全(2)体内试验与体外试验配合(3)应包括原核生物和真核生物(4)应包括生殖细胞和体细胞二、常用的致突变试验❑Ames试验❑微核试验❑染色体畸变分析❑姐妹染色单体交换试验(SCE)❑果蝇伴性隐性致死试验❑显性致死试验❑程序外DNA合成试验❑彗星试验❖原理：检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型突变株(his-)回复突变成野生型(his+)的能力。即组氨酸突变菌(his-)在不含组氨酸的最低营养平皿上不能生长；回复突变成野生型(his+)，可在不含组氨酸的最低营养平皿上生长。❖是应用最广泛的检测基因突变的体外试验。❑Ames试验鼠伤寒沙门氏菌野生型（his＋）鼠伤寒沙门氏菌突变型（his－）正向突变回复突变受试物试验菌种(his-)S9试验菌种(his-)S9Ames试验原理标准试验菌株(配套菌株)：有四种TA98、TA97：检测移码突变TA100：检测碱基置换突变TA102：对醛、过氧化物及DNA交联剂较敏感这四个试验菌株除了含有his-突变，还有一些附加突变，以提高敏感性❑Ames试验结果判断:➢只要在一种试验菌株得到阳性结果，即认为受试物是致突变物➢仅当四种试验菌株均得到阴性结果，才认为受试物是非致突变物❑Ames试验❖不加S9混合液得到阳性结果，说明受试物是直接致突变物❖加S9混合液才得到阳性结果，说明该受试物是间接致突变物❑Ames试验Ames试验学生观看录象一点说明：由于录象拍摄的时间较早，所以实验中的试验菌株为过去所推荐的菌株，而我国目前普遍采用1983年由Maron和Ames推荐的组合菌株，即TA199,TA98,TA97,TA102。课堂讨论Ames试验的原理。什么叫致突变。常用的致突变试验方法有哪些，其各自的检验终点和优缺点。S9是指什么，作用？