化學誘變因素

化學誘變劑主要有烷化劑(包括EMS、EI、NEU、NMU、DES、MNNG、NTG等),天然鹼基類似物,氯化鋰、亞硝基化合物、疊氮化物、鹼基類似物、抗生素、羥胺和吖啶等嵌入染料。

基本介紹

• 中文名：化學誘變因素
• 所屬學科：化學

二．化學誘變因素

1烷化劑

烷化劑通常帶有1個或多個活性烷基,此基團能夠轉移到其它電子密度高的分子上去,使鹼基許多位置上增加了烷基,從而在多方面改變氫鍵的能力。例如EMS被證明是最為有效而且負面影響小的誘變劑。與其他烷化誘變劑類似,是通過與核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等分子直接反應來誘發突變。EMS誘發的突變主要通過兩個步驟來完成,首先鳥嘌呤的O6位置被烷基化,成為一個帶正電荷的季銨基團,從而發生兩種遺傳效應:一是烷化的鳥嘌呤與胸腺嘧啶配對,代替胞嘧啶,發生轉換型的突變;二是由於鳥嘌呤的N27烷基活化,糖苷鍵斷裂造成脫嘌而後在DNA複製過程中,烷基化鳥嘌呤與胸腺嘧啶配對,導致鹼基替換,即G∶C變為A∶T。當然,化學誘變存在著染色體結構和數量方面的誘導變異,但這種單一鹼基對改變而形成的點突變仍是化學誘變的主要形式。另外，誘變劑也可與核苷結構的磷酸反應,形成酯類而將核苷酸從磷酸與糖分子之間切斷,產生染色體的缺失。這些DNA結構上的變化都可能促使不表達的基因或區段被激活,而表現出被掩蓋的性狀。

另外NTG也是最有效,用得最廣泛的化學誘變劑之一.依靠NTG誘發的突變主要是GC—AT轉換,另外還有小範圍切除、移碼突變及GC對的缺失.在自然條件下NTG容易分解,而在酸性(PH5.5)條件下會產生HNO2.雖然HNO2本身就是誘變劑,但在NTG有活性時(PH6~9),它卻無誘變效果.在鹼性條件下,NTG會形成重氮甲烷(CH2N2),它是引起致死和突變的主要原因.它的效應很可能是CH2N2對DNA的烷化作用引起的。

2天然鹼基類似物

鹼基類似物是與DNA正常鹼基結構類似的化合物,能在DNA複製時取代正常鹼基摻入並與互補鹼基配對。如5-溴尿嘧啶(BU)和2-氨基嘌呤(AP),都能引起AT鹼基對轉換為GC鹼基對。

3氯化鋰

氯化鋰誘變，普遍認為是它導致AT-GC鹼基對的轉換或導致鹼基的缺失。

4疊氮化物

如疊氮化鈉(NaN3)NaN3等電點是pH=4.18,在pH=3時NaN3溶液中主要產生呈中性的分子HN3,易透過膜進入細胞內,以鹼基替換方式影響DNA的正常合成,從而導致點突變的產生。NaN3具有高效、無毒、便宜及使用安全等優點。

5抗生素

如平陽黴素(PYM)，PYM是一種抗生素,屬於博萊黴素的一類。目前主要作為抗腫瘤藥套用於臨床,對多種癌症具有較好的療效。抗生素具有高度選擇性,能抑制細胞的生長,其中的大多數對維持生命有重要意義。作為一種新的誘變劑,平陽黴素能直接作用於DNA,高濃度時可使DNA鏈斷開,低濃度時能抑制連線酶,阻止胸腺嘧啶核苷酸聚合入DNA,故抑制DNA的修複合成，PYM在許多實驗中均被證明具有安全、高效、誘變頻率高、範圍大等特點。與EMS的誘變特點相近,在某些方面優於EMS,很具有開發和套用前景。

6嵌入染料

如吖啶橙、溴化乙錠(EB)等可插入到DNA鹼基對之間的染料,被稱作嵌入燃料，也是較強的誘變劑,能造成兩條鏈錯位或移碼突變。