致突变作用

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致突变作用(mutagenesis)

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:污染物或其他环境因素引起生物体细胞遗传信息发生突然改变的作用。这种变化的遗传信息或遗传物质在细胞分裂繁殖过程中能够传递给子代细胞,使其具有新的遗传特性。具有这种致突变作用的物质,称为致突变物(或称诱变剂)。  

名词分类

生物细胞内的遗传物质主要是染色体,它是一种复杂的核蛋白结构,主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)。染色体上排列着成千上万个基因,即染色体上占有一定位置的遗传单位。遗传物质的变化,如涉及整个染色体,则表现为染色体结构或数目的改变,称为染色体畸变(见环境污染与染色体畸变)。这种改变可用普通光学显微镜直接观察。如只限于基因范围,称基因突变。这种突变属于分子水平的变化,不能用普通光学显微镜直接观察,要用其他方法加以鉴定。两种类型突变仅有程度之分,而无本质差别。  

检验方法

确定一种受试物是否具有致突变作用,须通过致突变试验,常用的致突变试验有以下几种:

染色体畸变分析是经典的遗传学试验方法,多用动物骨髓细胞和睾丸精原细胞进行试验,可分别检查体细胞生殖细胞的突变,结果正确可靠,但试验工作量较大。用外周血细胞经短期体外培养进行染色体分析,可以直接应用于人体,并可在人体或动物连续进行多次动态观察。骨髓细胞微核检验,可以反映染色体经致突变物作用发生断裂后出现的微核。由于微核易于辨认,故适用于致突变物的初步筛检。其缺点为个体差异较大,且不够灵敏。姊妹染色体单体互换分析,是在致突变物作用下组成一条染色体的两个染色单体之间发生部分的互换,其出现频率与染色体畸变率呈相关关系,操作简便,反映亦较灵敏,近年来应用较多。

基因突变试验可用微生物或哺乳动物细胞株进行。一般多将突变型微生物或哺乳动物突变型细胞株接触受试物后,检查其再次发生突变的情况。使用较为广泛的是艾姆斯试验。系利用突变型鼠伤寒沙门氏菌株(TA1535、TA1537、TA1538、TA98和 TA100五种)并加入哺乳动物肝微粒体进行体外试验。这些菌株反应灵敏,可检出用其他方法不能检出的低剂量致突变物;且方法简便快速,费用亦较低,故得到广泛应用。但微生物的遗传信息仅相当哺乳动物的1/6,数量较少,结构亦较简单;哺乳动物具有较微生物完善复杂的DNA修复系统,遗传物质突变后较易修复(见环境污染与DNA修复);微生物缺乏免疫机能,哺乳动物则具有较发达的免疫功能,故艾姆斯试验结果与哺乳动物体内实际情况,可能有一定差别。但艾姆斯试验灵敏度高,可在48小时迅速得出结果,费用较低,仍不失为一种较好的初筛方法。上述各种方法,都具有一定的局限性,故在实际工作中,通常都采用两种或两种以上的方法,以便进行综合分析和比较。  

影响危害

突变本来是生物界的一种自然现象,是生物进化的基础,但对大多数生物个体往往有害。哺乳动物的生殖细胞如发生突变,可以影响妊娠过程,导致不孕胚胎早期死亡等;体细胞的突变,可能是形成癌肿的基础。因此,环境污染物如具有致突变作用,即为一种毒性的表现。

常见的具有致突变作用的环境污染物有:亚硝胺类、苯并(a)芘、甲醛、苯、砷、铅、DDT、烷基汞化合物甲基对硫磷敌敌畏、谷硫磷、2,4-滴、2,4,5-涕、百草枯黄曲霉毒素B1等。

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