基因突变的诱变因素

基因突变可分为自发突变和诱发突变。自发突变(spontaneous mutation)也称自然突变,是指在自然条件(自然界的各种辐射和环境中的化学物质)下基因发生的突变,自然突变率很低。诱发突变(induced mutation)由人工处理而产生的突变。所有能诱发基因突变的因子,称为诱变剂(mutagen)。由于癌的发生也同基因突变密切相关,因此诱变剂往往同时也具有致癌作用,也是一种致癌物。如物理、化学和生物因素都可以诱发基因突变。根据诱变剂的性质不同,基因突变的诱因主要有以下几个方面。

(一)物理因素

包括紫外线、电离辐射、激光、超声波和温度等因素。电离辐射带有较强的能量,作用于生物机体,可直接使受照射的物质发生电离产生自由基,后者与细胞内的DNA分子发生激烈的化学反应,引起DNA主链甚至染色体断裂。紫外线主要通过引起DNA两条链或单链DNA上两个胸腺嘧啶形成二聚体,从而改变基因中的碱基序列,导致突变。

(二)化学因素

能够诱发基因突变的化学因素很多,如工业原料中的甲醛,药物中的氮介、环磷酰胺等,食品工业中常用的防腐剂、添加剂等,汽车排放的尾气,农药等。目前已经检测出来的致基因突变化合物有6万多种。又如烟草中的多环苯蒽在芳烃羟化酶作用下转变为多环芳烃,后者可致基因突变,进一步引发肺癌、喉癌及口腔癌等。

(三)生物因素

在生物因素中,诱发基因突变的主要是病毒,如风疹病毒、麻疹病毒、带状疱疹病毒等。早期胚胎的体细胞对病毒感染最为敏感,故妊娠早期病毒感染常引起基因突变而导致胎儿流产、畸形或死胎。除病毒外,还有一些真菌和细菌产生的毒素或代谢产物也能诱发基因突变,例如花生、玉米等发霉后,黄曲霉菌产生的黄曲霉素具有致突变作用,也具有致癌作用。