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基因突變應(yīng)用

  對(duì)于人類來講,基因突變可以是有用的也可以是有害的。

  誘變育種

  通過誘發(fā)使生物產(chǎn)生大量而多樣的基因突變,從而可以根據(jù)需要選育出優(yōu)良品種,這是基因突變的有用的方面。在化學(xué)誘變劑發(fā)現(xiàn)以前,植物育種工作主要采用輻射作為誘變劑;化學(xué)誘變劑發(fā)現(xiàn)以后,誘變手段便大大地增加了。在微生物的誘變育種工作中,由于容易在短時(shí)間中處理大量的個(gè)體,所以一般只是要求誘變劑作用強(qiáng),也就是說要求它能產(chǎn)生大量的突變。對(duì)于難以在短時(shí)間內(nèi)處理大量個(gè)體的高等植物來講,則要求誘變劑的作用較強(qiáng),效率較高并較為專一。所謂效率較高便是產(chǎn)生更多的基因突變和較少的染色體畸變。所謂專一便是產(chǎn)生特定類型的突變型。以色列培育“彩色青椒”關(guān)鍵技術(shù)就是把青椒種子送上太空,使其在完全失重狀態(tài)下發(fā)生基因突變來育種。

  害蟲防治

  用誘變劑處理雄性害蟲使之發(fā)生致死的或條件致死的突變,然后釋放這些雄性害蟲,便能使它們和野生的雄性昆蟲相競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生致死的或不育的子代。

  誘變物質(zhì)的檢測(cè)

  多數(shù)突變對(duì)于生物本身來講是有害的,人類的癌癥的發(fā)生也和基因突變有密切的關(guān)系,因此環(huán)境中的誘變物質(zhì)的檢測(cè)已成為公共衛(wèi)生的一項(xiàng)重要任務(wù)。

  檢測(cè)方法

  從基因突變的性質(zhì)來看,檢測(cè)方法分為顯性突變法、隱性突變法和回復(fù)突變法三類。①顯性致死突變法,用待測(cè)物質(zhì)處理雄性小鼠,使處理的雄鼠和未處理的雌鼠交配,觀察母鼠子宮中的死胎數(shù),死胎數(shù)愈多則說明誘發(fā)的顯性致死突變愈多。這一方法適用于慢性處理,其優(yōu)點(diǎn)是可靠性較大,而且測(cè)試對(duì)象是哺乳動(dòng)物。缺點(diǎn)是不能區(qū)別出藥物對(duì)遺傳物質(zhì)的誘變作用和對(duì)于胚胎發(fā)育的其他毒理效應(yīng)。②隱性突變法,一般采用某些隱性突變基因呈雜合狀態(tài)的動(dòng)植物作為測(cè)試對(duì)象,如果經(jīng)某種藥物處理后出現(xiàn)這一隱性性狀,便說明這一藥物誘發(fā)了這一隱性突變。小鼠中有多個(gè)隱性突變基因呈雜合狀態(tài)的品系,可以用它來同時(shí)測(cè)定幾個(gè)座位上誘發(fā)的基因突變。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是所測(cè)得的是哺乳動(dòng)物中的基因突變,缺點(diǎn)是靈敏度較低,而且必須具備特殊的動(dòng)植物品系,實(shí)驗(yàn)周期也較長。CIB法是用果蠅作為測(cè)試對(duì)象的一種檢測(cè)方法。主要用來檢測(cè)X染色體上發(fā)生的隱性致死突變。果蠅的生活周期較短,所以這一方法的實(shí)驗(yàn)周期也較短。③回復(fù)突變法,一種根據(jù)回復(fù)突變誘發(fā)頻率檢測(cè)誘變物質(zhì)的方法,由B.艾姆斯在1973年所首創(chuàng),又稱艾姆斯測(cè)驗(yàn)。測(cè)試對(duì)象是鼠傷寒沙門氏菌的幾個(gè)組氨酸缺陷型菌株,包括堿基置換突變型和移碼突變型。在檢測(cè)系統(tǒng)中還包括大鼠的肝臟微粒體活化系統(tǒng)(S9),其中的酶能使一些前誘變劑轉(zhuǎn)變?yōu)檎T變劑。雖然在這里測(cè)試對(duì)象是細(xì)菌,而不是哺乳動(dòng)物,但是由于這一檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)便易行,靈敏度較高,所以常用來作為誘變物質(zhì)檢測(cè)初步篩選的短期測(cè)試系統(tǒng),用這種方法已經(jīng)對(duì)幾百種物質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)大約90%的致癌物質(zhì)具有誘變作用。④中間宿主擴(kuò)散盒法,為了能使回復(fù)突變法更接近于哺乳動(dòng)物活體中的情況,有人把測(cè)試的細(xì)胞放在一種特制的小盒中,小盒的膜只允許溶液通過。把這種小盒埋藏在動(dòng)物腹腔內(nèi),用待測(cè)物質(zhì)處理動(dòng)物,經(jīng)過一定的時(shí)間后把小盒取出,測(cè)定小盒中被誘發(fā)回復(fù)突變的細(xì)胞數(shù)。

  除了用來檢測(cè)基因突變的許多方法以外,還有許多用來檢測(cè)染色體畸變和姐妹染色單體互換的測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)然對(duì)于藥物的致癌活性的最可靠的測(cè)定是哺乳動(dòng)物體內(nèi)致癌情況的檢測(cè)。但是利用微生物中誘發(fā)回復(fù)突變這一指標(biāo)作為致癌物質(zhì)的初步篩選,仍具有重要的實(shí)際意義(見毒理遺傳學(xué))。

  分并不起源于環(huán)境因素的自發(fā)突變。此外,推測(cè)氨基和亞氨基之間的異構(gòu)互變同樣是自發(fā)突變的一個(gè)原因。嚴(yán)格地講,這才是真正的自發(fā)突變。核苷酸還可以有其他形式的異構(gòu)互變,它們同樣可能是自發(fā)突變的原因。

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