致突變作用
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致突變作用(mutagenesis)
:污染物或其他環(huán)境因素引起生物體細(xì)胞遺傳信息發(fā)生突然改變的作用。這種變化的遺傳信息或遺傳物質(zhì)在細(xì)胞分裂繁殖過程中能夠傳遞給子代細(xì)胞,使其具有新的遺傳特性。具有這種致突變作用的物質(zhì),稱為致突變物(或稱誘變劑)?! ?/p>
名詞分類
生物細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)主要是染色體,它是一種復(fù)雜的核蛋白結(jié)構(gòu),主要成分是脫氧核糖核酸(DNA)。染色體上排列著成千上萬個(gè)基因,即染色體上占有一定位置的遺傳單位。遺傳物質(zhì)的變化,如涉及整個(gè)染色體,則表現(xiàn)為染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變,稱為染色體畸變(見環(huán)境污染與染色體畸變)。這種改變可用普通光學(xué)顯微鏡直接觀察。如只限于基因范圍,稱基因突變。這種突變屬于分子水平的變化,不能用普通光學(xué)顯微鏡直接觀察,要用其他方法加以鑒定。兩種類型突變僅有程度之分,而無本質(zhì)差別。
檢驗(yàn)方法
確定一種受試物是否具有致突變作用,須通過致突變?cè)囼?yàn),常用的致突變?cè)囼?yàn)有以下幾種:
染色體畸變分析是經(jīng)典的遺傳學(xué)試驗(yàn)方法,多用動(dòng)物骨髓細(xì)胞和睪丸精原細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn),可分別檢查體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的突變,結(jié)果正確可靠,但試驗(yàn)工作量較大。用外周血細(xì)胞經(jīng)短期體外培養(yǎng)進(jìn)行染色體分析,可以直接應(yīng)用于人體,并可在人體或動(dòng)物連續(xù)進(jìn)行多次動(dòng)態(tài)觀察。骨髓細(xì)胞微核檢驗(yàn),可以反映染色體經(jīng)致突變物作用發(fā)生斷裂后出現(xiàn)的微核。由于微核易于辨認(rèn),故適用于致突變物的初步篩檢。其缺點(diǎn)為個(gè)體差異較大,且不夠靈敏。姊妹染色體單體互換分析,是在致突變物作用下組成一條染色體的兩個(gè)染色單體之間發(fā)生部分的互換,其出現(xiàn)頻率與染色體畸變率呈相關(guān)關(guān)系,操作簡便,反映亦較靈敏,近年來應(yīng)用較多。
基因突變?cè)囼?yàn)可用微生物或哺乳動(dòng)物細(xì)胞株進(jìn)行。一般多將突變型微生物或哺乳動(dòng)物突變型細(xì)胞株接觸受試物后,檢查其再次發(fā)生突變的情況。使用較為廣泛的是艾姆斯試驗(yàn)。系利用突變型鼠傷寒沙門氏菌株(TA1535、TA1537、TA1538、TA98和 TA100五種)并加入哺乳動(dòng)物肝微粒體進(jìn)行體外試驗(yàn)。這些菌株反應(yīng)靈敏,可檢出用其他方法不能檢出的低劑量致突變物;且方法簡便快速,費(fèi)用亦較低,故得到廣泛應(yīng)用。但微生物的遺傳信息僅相當(dāng)哺乳動(dòng)物的1/6,數(shù)量較少,結(jié)構(gòu)亦較簡單;哺乳動(dòng)物具有較微生物完善復(fù)雜的DNA修復(fù)系統(tǒng),遺傳物質(zhì)突變后較易修復(fù)(見環(huán)境污染與DNA修復(fù));微生物缺乏免疫機(jī)能,哺乳動(dòng)物則具有較發(fā)達(dá)的免疫功能,故艾姆斯試驗(yàn)結(jié)果與哺乳動(dòng)物體內(nèi)實(shí)際情況,可能有一定差別。但艾姆斯試驗(yàn)靈敏度高,可在48小時(shí)迅速得出結(jié)果,費(fèi)用較低,仍不失為一種較好的初篩方法。上述各種方法,都具有一定的局限性,故在實(shí)際工作中,通常都采用兩種或兩種以上的方法,以便進(jìn)行綜合分析和比較?! ?/p>
影響危害
突變本來是生物界的一種自然現(xiàn)象,是生物進(jìn)化的基礎(chǔ),但對(duì)大多數(shù)生物個(gè)體往往有害。哺乳動(dòng)物的生殖細(xì)胞如發(fā)生突變,可以影響妊娠過程,導(dǎo)致不孕和胚胎早期死亡等;體細(xì)胞的突變,可能是形成癌腫的基礎(chǔ)。因此,環(huán)境污染物如具有致突變作用,即為一種毒性的表現(xiàn)。
常見的具有致突變作用的環(huán)境污染物有:亞硝胺類、苯并(a)芘、甲醛、苯、砷、鉛、DDT、烷基汞化合物、甲基對(duì)硫磷、敵敵畏、谷硫磷、2,4-滴、2,4,5-涕、百草枯、黃曲霉毒素B1等。
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