外源化学物的致突变作用.pptVIP

本次课程的主要内容 一、遗传物质的结构和功能 二、遗传损伤的分类 三、遗传毒性的形成机制 四、突变的后果 五、突变的遗传学终点 六、基因突变的分类和检测 七、机体对突变的作用： 八、致突变实验的组合实验 九、抗突变研究的进展 一、遗传物质的结构和功能 基因、染色体与DNA DNA，基因和染色体的关系 DNA的复制：是遗传物质的自我复制，属于半保留复制，其中只有一个母板才能进行复制 遗传法则 染色体的基本结构： 真核生物染色体的特点 1.非重复序列 2.中度重复序列 3.高度重复序列—卫星DNA 4.多基因家族 5.中断基因：一个蛋白质的基因组成是由许多不连续的基因外显子组成 蛋白质的合成 1.mRNA与遗传密码 2.tRNA的结构和功能 3.核糖体 突变的物质基础 突变的概念： 突变一般情况对机体是有害的 基因组与基因组计划：人类只有一个基因组，大约有５－１０万个基因。人类基因组计划是美国科学家于１９８５年率先提出的，旨在阐明人类基因组３０亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。计划于１９９０年正式启动1999年，中国获准加入人类基因组计划，承担1%也就是３号染色体上的３０００万个碱基对的测序任务，成为参与这一计划的惟一发展中国家。 总召集人:杨焕明 南方组:陈竺,北方组:强伯勤 突变与癌变 二次突变学说 突变与癌变的相关性 遗传物质的分布 大部分在核内，分布为染色体 小部分在核外细胞器上如：线粒体DNA，无内含子，是自由基攻击的重点 共同点：都受到膜的保护，因此只有具有膜通透性或代谢为可以通透膜的物质才具有遗传毒性 二、遗传损伤的分类 1基因突变 2 染色体畸变 3染色体数目的异常 4.DNA损伤 5.诱重组效应 1.基因突变 （1）单点突变和多点突变：转换和颠换 （2）移码突变 （3）基因的大片段损伤：也称基因重排 （4）同义、错义和无义突变 （5）正向突变和回复突变： 野生型 突变型 （6）其他类型的突变：例如发生在内含子或调节基因编码上的突变（如启动子） 2 染色体畸变 概念：由于染色体或染色单体发生断裂，造成染色体或单体的缺失、重排，而出现的染色体或染色单体结构异常，也称为染色体结构畸变 如果一条染色体畸变称为结构杂合体 如果一队同源染色体产生了相同的结构变异，称为结构纯合体 一般情况下，物质只能诱发DNA单链断裂 （1）断裂 （2）断片或微小的缺失 （3）倒位 （4）形成无着丝粒染色体环 （5）插入和重复 （6）易位 （7）着丝粒融合发生的染色体的畸变 （8）其他情况 3.染色体数目的异常 多倍体或单倍体 4.DNA损伤 包括 （1）是制DNA分子中一级结构中的碱基、脱氧核糖和磷酸的改变 （2）二级或三级结构及其构象动态变化的异常 其中以（1）中的碱基改变最常见，也最严重 5.诱重组效应 同源DNA序列之间的遗传重组是减数分裂的一部分，并对构成群体的遗传变异是必需的，发生在形成配子的过程中 三、遗传毒性的形成机制 一.直接以DNA为靶的损伤机制 二.不以DNA为靶的损伤机制 机制研究：碱基损伤 1外源性化学物对DNA的直接攻击，如烷化剂，可以非特异的攻击DNA 平面大分子嵌入DNA链造成的突变 碱基取代；很多抗癌药物的原理；5-FU 化学物对碱基的化学结构的改变和破坏。 机制研究 DNA 链的损伤 对DNA三级结构产生影响，DNA螺旋破坏 与基因中蛋白质共价结合，特别是与组蛋白共价结合 DNA加合物的形成 氧化损伤使DNA结构断裂 机制研究 对纺锤体的毒作用 对DNA修复的酶的作用（MGMT和PARP） 改变体内微量元素的分布，从而影响DNA的合成和修复；如铅的遗传毒性 外源性物质对GJIC的影响，1是直接影响GJIC的功能，二是通过影响细胞的信使影响GJIC 定标损伤，非定标损伤，旁观者效应 ，用荧光黄如何设计实验 四、突变的后果 对生殖细胞而言：可以遗传给后代，造成子代的病变或者在子代中潜伏下来，形成遗传负荷 对体细胞而言是造成肿瘤，衰老，动脉硬化的原因 五、突变的遗传学终点 DNA完整性改变（形成加合物，断裂，交联） DNA重排或交换 DNA碱基序列改变 染色体完整性改变 染色体分离异常 六、基因突变的分类和检测 碱基置换：野生型P53转变为突变型P53 检验 TA100 移码突变：TA98 大段损伤 所有这些都可以用分子生物学手段，通过PCR技术后，电泳分出需要的条带，用内切酶酶切后再电泳，就可以分析DNA组成，或者直接让公司分析 基因突变的非特异检测手段新技术 SCGE 原理： 观察 目的 可以观察的内容：DNA损伤，DNA结合 细胞调亡 染色体