化学致突变作用如何分类

化学诱变的分子机理
一、直接以DNA为靶的诱变
(一) 碱基类似物取代
有些化学物的结构与碱基非常相似,称碱基类似物.它们能在S期中可与天然碱基竞争,并取代其位置.例如5－溴脱氧尿嘧啶核苷能取代胸腺嘧啶,2－氨基嘌呤(2-AP）能取代鸟嘌呤.
(二) 烷化剂的影响
烷化剂是对DNA和蛋白质都有强烈烷化作用的物质.烷化剂的种类很多,最常见的有烷基硫酸酯、N－亚硝基化合物、氮芥和硫芥等环状烷化剂和卤代亚硝基脲等.各类烷化剂其分子上的烷基各不相同,因而烷化活性有别,有一般情况下甲基化＞乙基化＞高碳烷基化.
目前认为最常受到烷化的是鸟嘌呤的N－7位,其次是O－6位.而腺嘌呤的N－1、N－3和N－7也易烷化.
认为鸟嘌呤的N－7位发生烷化后可导致鸟嘌呤从DNA链上脱落,称为脱嘌呤作用.致使在该位点上出现空缺,即碱基缺失,其结果是移码突变.
(三) 致突变物改变或破坏碱基的化学结构
有些化学物可对碱基产生氧化作用,从而破坏或改变碱基的结构,有时还引起链断裂.
例如,亚硝酸根能使腺嘌呤和胞嘧啶发生氧化性脱氨,相应变为次黄嘌呤和尿嘧啶.羟胺能使胞嘧啶C－6位的氨基变成羟氨基.这些改变都会造成转换型碱基置换.但是亚硝酸虽然也能使鸟嘌呤变为黄嘌呤,但是由于黄嘌呤的配对性能与鸟嘌呤一致,故并不发生碱基置换.
还有些化学物质可在体内形成有机过氧化物或*基,如甲醛、氨基甲酸乙酯和乙氧咖啡碱等,可间接使嘌呤的化学结构破坏,容易出现DNA链断裂.
(四) 平面大分子嵌入DNA链
有些大分子能以静电吸附形式嵌入DNA单链的碱基之间或DNA双螺旋结构的相邻多核苷酸链之间,称为嵌入剂,它们多数是多环的平面结构,特别是三环结构,其长度为6.8′102nm,恰好是DNA单链相邻碱基距离的两倍.如果嵌入到新合成的互补链上,就会使之缺失一个碱基；如果嵌入到模板链的两碱基之间,就会使互补链插入一个碱基.无论多或少一个碱基都造成移码突变.
二、不以DNA 为靶的间接诱变
化学物的间接诱变可能是通过对纺锤体作用或干扰与DNA合成和修复有关的酶系统.
(一) 纺锤体抑制
一些化学物能作用于纺锤体,中心粒或其他核内细胞器,从而干扰有丝分裂过程.诱发这种作用的物质称为有丝分裂毒物,又称干扰剂.无论纺锤体是部份或完全受抑制,都称为有丝分裂效应.完全抑制时细胞分裂完全抑制,细胞停滞于分裂中期.秋水仙碱是典型的引起细胞分裂完全抑制的物质,因此这种效应又称秋水仙碱效应或C－有丝分裂.有些干扰剂仅使细胞群体的有丝分裂数减少,被称之为抗有丝分裂剂.
干扰剂不直接作用于遗传物质,故严格说来并非真正的致突变物,但它同样可诱发突变,特别是诱发与遗传性疾病有密切关系的非整倍体,故引起密切注意,并作为致突变物的一个特殊类型来看待.
(二) 对酶促过程的作用
对DNA合成和复制有关的酶系统作用也可间接影响遗传物质.例如,一些氨基酸类似物可使与DNA合成有关的酶系统遭受破坏从而诱发突变,脱氧核糖核苷三磷酸在DNA合成时的不平衡也可诱发突变.再有,铍和锰除可直接与DNA相互作用外,还可与酶促防错修复系统相作用而产生突变.