Ames实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,De,Vries,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,(spontaneous mutation),2.,诱发突变,(induced mutation),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,(spontaneous mutation),诱发突变,(induced mutation),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,(,genotoxic,agent),：,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,突 变,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,(gene mutation),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,(point mutation),。,类型：,两种类型,碱基置换,移码突变,碱基置换,(base substitution),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,(frame shift mutation),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,(chromosome aberration),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,-type aberration),染色体型畸变,(chromosome aberration),染色体畸变,(chromosome aberration),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,(minute body),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,(genetic endpoint),：,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,-,),S,9,试验菌种,(his,-,),S,9,Ames,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？,