Mutageny

MUTAGENY (z mutacji i greki - geny - rodzenie, narodziny)

chem. i fizyczny czynniki powodujące dziedziczenie. zmiany to mutacje. Po raz pierwszy w sztuce. mutacje uzyskali w 1925 roku GA Nadsen i GS Filippov u drożdży w wyniku działania promieniotwórczego promieniowania radu; w 1927 r. G. Möller wywołał mutacje u Drosophila pod wpływem promieni rentgenowskich. Zdolność chemiczna. substancje powodujące mutacje (działanie jodu na Drosophila) zostały odkryte w 1932 roku przez V.V. Sacharowa.

M. chemiczny. Wyróżnij M. bezpośredniego działania - komp., Którego reaktywność jest wystarczająca dla chemicznej. modyfikacje DNA, RNA i niektórych białek oraz promutageny - substancje, które same w sobie są obojętne, ale ulegają transformacji. w organizmie w M. (głównie w wyniku utleniania enzymatycznego przez układ mikrosomalnych oksydaz wielofunkcyjnych). Te ostatnie są często nazywane „terminalnymi” M. W ten sposób niezmutagenny 1,2-benzopren (benzo [a] piren) w organizmie jest utleniany do 7,8-dihydroksy-9,10-epoksy-7,8,9,10-tetrahydro-1, 2-benzopiren, którego jeden ze stereoizomerów wykazuje działanie mutagenne i rakotwórcze:

Dr. przykładem jest niemutagenna N-nitrozodimetyloamina, która ulega enzymatycznemu utlenianiu w wątrobie. demetylacja i transformacja. silnie mutagenny i rakotwórczy metylodiazowodorotlenek (patrz substancje rakotwórcze).

Celem działania M. w komórce jest hl. arr. DNA i prawdopodobnie niektóre białka. Te ostatnie obejmują głównie. białka, które pełnią strukturalną rolę w organizacji genomu lub biorą udział w replikacji (autoreprodukcja cząsteczki kwasu nukleinowego), rekombinacji (redystrybucja materiału genetycznego od rodziców w potomstwie) lub naprawie (przywrócenie uszkodzonej struktury DNA).

Wśród M. Naib. klasa elektrofizyczna jest obszerna. środki alkilujące, do których zalicza się nie tylko typowe środki alkilujące (diazoalkany, estry kwasu siarkowego i alkanosulfonowego), ale także estry kwasów fosforowych i azotowych, odczynniki aminoetylujące (2-chloroetyloamina, etylenoimina i ich pochodne), środki oksyetylujące ( tlenek etylenu i jego pochodne) oraz aldehydy. Klasa ta obejmuje również N-nitrozo-N-alkiloamidy kwasów karboksylowych, N-nitrozo-N-alkilouretany, N-nitrozo-N-alkilomoczniki, N-alkilo-N-nitrozo-N'-nitroguanidyny, które są najwyraźniej naib. aktywny ze znanego M. These Comm. same w sobie są pozbawione właściwości alkilujących, ale gdy są hydrolityczne. rozkład, powstają aktywne alkilodiazowodorotlenki (czasami uważa się, że powstają wolne alkilokarboksy, co jest mniej prawdopodobne).

Electroph. odczynniki stanowią również zdecydowaną większość końcowego M. utworzonego z syntetyku. i nat. Substancje. Przykładem tego ostatniego jest cykazyna glukozydowa (b-D-glukozyd metyloazoksymetanolu), która pod działaniem enzymów przekształca się w metylodiazohydroksyd.

Mechanizm działania mutagennego najprostszych środków alkilujących jest dość dobrze poznany. Można wykorzystać naturę uszkodzenia DNA po wystawieniu na działanie tych czynników. przewidywane za pomocą wzoru Svena-Scotta:

gdzie k jest stałą szybkości dwucząsteczkowej reakcji środka alkilującego z nukleofilem; k0 - stała szybkości dwucząsteczkowej reakcji środka alkilującego z wodą wybraną jako wzorzec; n-stała charakteryzująca nukleofilowość substratu;.s-miara wrażliwości szybkości reakcji na zmianę n.

Ze wzoru wynika, że ​​alkilowanie biopolimerów posiadających kilka. nukleofil. centra, frakcja produktów alkilacji ośrodka o niskiej nukleofilowości powinna być wyższa pod działaniem środka o niskiej stałej s.

Naibu Nucleof. Centrum cząsteczki DNA znajduje się w pozycji 7 w guaninie. Dlatego siarczan dimetylu i metanosulfonian metylu (odpowiednio 0,9 i 0,86) alkiluje DNA w postaci zasadowej. dla tej pozycji (patrz wzór I; wszędzie łańcuch R-DNA), a wydajność produktów alkilowania centrów o niższej nukleofilowości jest niewielka. Pod wpływem metanosulfonianu etylu i N-nitrozo-N-metylomocznika (odpowiednio 0,67 i 0,42) na DNA udział 7-alkiloguaniny w całkowitej wydajności produktów alkilowania maleje, a udział produktów alkilowania centrów o niskiej nukleofilowości - międzynukleotydowych grup fosforanowych i atomów tlen w zasadach. Podczas alkilowania DNA N-nitrozo-N-etylomocznikiem (s około 0,26) zasadowym. produktem reakcji jest alkilir. reszty kwasu fosforowego i O-alkiliru. zasady: О 6 -etyloguanina (II), О 2-etylocytozyna (III), О 2 - i О 4-etylotyminy (odpowiednio IV i V).

Synteza nowej nici DNA na matrycy DNA zawierającej jednostki 7-alkiloguaniny przebiega bez błędów i nie występują mutacje. Natomiast polinukleotyd syntetyzowany na matrycy zawierającej O-alkilir. linki, zawiera błędnie zawarte zasady purynowe i pirymidynowe. Wraz ze wzrostem zdolności do O-alkilowania najprostszych środków alkilujących zwiększa się ich działanie rakotwórcze.

Mutacje powstałe w wyniku działania metanosulfonianu metylu, który nie alkiluje zasady DNA przy atomie O, są wynikiem błędów w działaniu enzymów komórkowych przywracających pierwotny (niezmieniony) stan DNA.

Widmo uszkodzeń DNA pod wpływem nukleofilu. mutageny (hydroksyloamina, O-metylohydroksyloamina, hydrazyny, wodorosiarczyn sodu) są znacznie węższe. Głównie. jest to modyfikacja cytozyny, której kierunek i mechanizm ilustruje ślad. schemat:

Dr. nukleofil. środki reagują w podobny sposób, ale stałe szybkości poszczególnych etapów mogą się znacznie różnić. Specyfika działania wodorosiarczynu na wymianę DNA jednostek cytozyny na uracyl w wyniku deaminacji cytozyny według schematu:

Wiele M. powoduje mutacje bez wiązania kowalencyjnego z DNA. Więc jakiś heterocykl. Conn. (na przykład akrydyna i jej pochodne), które mają sztywną płaską strukturę cząsteczki, są osadzone (interkalowane) pomiędzy sąsiednimi ułożonymi parami zasad podwójnej helisy DNA. W takim przypadku synteza matrycy DNA przebiega z błędami. W zsyntetyzowanej nici DNA okazuje się być jednym nukleotydem więcej lub mniej niż zwykle i występują mutacje.

Specjalna klasa M. składa się ze związków będących analogami zasad, DNA-5-halogenuracyli, 2-amino- i 6-metyloaminopuryn itp. Halo-uracyle są włączane do DNA podczas syntezy matryc zamiast tyminy, 2-aminopuryny zamiast adeniny. Ze względu na różnice w położeniu równowagi ketoenolowej w tyminie i halogenuracylach (gdy te ostatnie są włączone do DNA), zwiększa się częstość niedopasowań zasad i podczas replikacji pojawiają się błędy.

Istnieją również M., które hamują syntezę prekursorów DNA. Celem takiego M. są enzymy syntetyzujące składniki DNA. Uważa się, że w wyniku zahamowania syntezy prekursorów następuje spowolnienie lub nawet zatrzymanie syntezy DNA. W tych warunkach prawdopodobieństwo rośnie. system komórkowy może pominąć brakujący nukleotyd lub dołączyć zamiast brakującego nukleotydu inny, błędny; konsekwencja obu wydarzeń - mutacja.

Mutagenne i rakotwórcze właściwości chem. substancje są blisko spokrewnione. Dlatego identyfikacja możliwego M. w środowisku, test na mutagenność produktów prom. synteza (barwniki, produkty lecznicze, pestycydy itp.) - ważne zadanie współczesnego. genetyka. Systemy testowe do ekspresowego wykrywania M. Naib. często używają testu B. Amesa i jego modyfikacji. Do ich realizacji wykorzystuje się specjalnie pozyskane szczepy bakterii Salmonella typhimurium, które z przyczyn genetycznych nie są w stanie syntetyzować histydyny. naruszenia. Dlatego szczep ten nie może rosnąć w środowisku, w którym brakuje tego aminokwasu. Dr. jego cechą szczególną jest zdolność, w wyniku mutacji odwrotnej, do uzyskania początkowej zdolności do syntezy histydyny z konwencjonalnych prekursorów (NH3 itd.). Częstość mutacji odwrotnych znacznie wzrasta pod wpływem M. i może służyć jako kryterium ich aktywności. W badaniach stosuje się pestkę pozbawioną histydyny. pożywkę, do której dodaje się ekstrakt z wątroby szczura zawierający enzymy endoplazmatyczne. reticulum, zdolne do przekształcenia substancji w postać mutagenną (rakotwórczą). W przypadkach, gdy substancja ma działanie mutagenne, obserwuje się aktywny wzrost kolonii bakteryjnych. Czas testowania - ok. 24 godziny (badanie na zwierzętach doświadczalnych trwa 2-3 lata).

M. fizyczne. Mutacje pod wpływem fizycznego M. powstają w taki sam sposób, jak pod wpływem chemicznego M. Pierwotne uszkodzenie DNA występuje jako pierwsze. Jeśli nie zostanie to całkowicie naprawione w wyniku naprawy, to z ostatnim. Podczas replikacyjnej syntezy DNA wystąpią mutacje. Specyfika mutagenezy (procesu mutacji) pod wpływem działania fizycznego. czynniki związane z naturą spowodowanego przez nie pierwotnego uszkodzenia genomu.

Szczegółowo zbadano uszkodzenia DNA wynikające z działania elektromagnesu. promieniowanie o różnych długościach fal. Elektromagnes. promieniowanie o długości fali powyżej 300 nm nie jest absorbowane przez DNA, ale w niektórych przypadkach może mieć działanie mutagenne, którego mechanizm polega na pochłanianiu kwantu światła przez cząsteczkę sensybilizatora i przenoszeniu energii wzbudzenia do DNA. Pod wpływem światła o długości fali 200-300 nm (dłMaks absorpcja DNA 260 nm) absorpcja kwantów światła przez chromoforowe grupy DNA (zasady purynowe i pirymidynowe) i przejście tego ostatniego w stan wzbudzony. W obu przypadkach b.h. zaabsorbowana energia rozprasza się, a zasady DNA wracają do pierwotnego, nie wzbudzonego stanu, ale niektóre wzbudzone zasady są narażone na działanie fotochemii. przemiany.

In naib. w zakresie, w jakim dotyczy to tyminy, pozostałe zasady są bardziej stabilne. Energia promieniowania pochłaniana przez tyminę jest zlokalizowana głównie. na podwójnym wiązaniu cyklu; konsekwencją tego jest tworzenie się dimerów w DNA:

Wzbudzone wiązanie podwójne jest również zdolne do przyłączania nukleofilów do, na przykład, niestabilnego hydratu tyminy:

Gdy DNA jest naświetlane dalekim światłem UV (185 nm), możliwe jest również fotooksydacja tyminy z utworzeniem jej wodoronadtlenku (wzór VI).

Zakłada się, że DOS. pre-mutacja Uszkodzenia DNA spowodowane ekspozycją na światło UV są związane z tworzeniem się dimerów tyminy.

Elektromagnes. promieniowanie o jeszcze wyższej energii (promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie y) jest zdolne do jonizacji materii. Jonizacja zachodzi losowo, więc najliczniejsze cząsteczki w obiekcie są bardziej zjonizowane niż inne. Kiedy materia żywa jest napromieniowana, 70–90% składa się z wody, b. godziny energii zostaną pochłonięte przez cząsteczki wody i dlatego efekt mutagenny pod wpływem tych środków występuje hl. arr. ze względu na modyfikację DNA produktami radiolizy wody. Naib. wkład w rozwój promieniowania. Uszkodzenie DNA wprowadza rodnik OH ∙. Podczas interakcji z DNA 80% wszystkich rodników OH ∙ atakuje zasady DNA, reszta atakuje dezoksyrybozową część cząsteczki. Powstałe produkty pierwotne wchodzą następnie w różne reakcje wtórne, zarówno z tymi samymi produktami radiolizy wody, jak iz tlenem, białkami i niską masą cząsteczkową. składniki komórki, a także ulegają dysproporcjonowaniu, izomeryzacji, hydrolizie. Istnieje szeroki zakres różnych zmian w pierwotnej i drugorzędowej strukturze DNA: zmienione zasady, miejsca apurynowe i apirymidynowe (miejsca z usuniętymi zasadami), pęknięcia wiązań w dezoksyrybozie, pęknięcia jedno- i dwuniciowych nici DNA. Dokładna rola każdego z wynikłych uszkodzeń struktury DNA w powstawaniu efektu mutagennego jest nadal niejasna. Przypuszcza się, że kluczową rolę w tym procesie odgrywają produkty radiolizy tyminy.

W tyminie pierwotny atak rodnika OH ∙ podlega podwójnemu wiązaniu cyklu z utworzeniem dwóch rodników z centrami rodników w pozycjach 5 i 6, z przeważającym pierwszym. W obecności. tlen, z rodnika powstaje wodoronadtlenek, który rozkłada się wraz z otwarciem cyklu nawet w temperaturze pokojowej:

Promieniowanie chemiczne. zmiany w cytozynie również przechodzą przez etap powstawania podobnego, ale jeszcze bardziej niestabilnego wodoronadtlenku. W przypadku cytozyny i adeniny możliwa jest również deaminacja zasadą. Zasady purynowe (adenina, guanina) reagują z rodnikiem OH ∙ z mniejszą szybkością. Zidentyfikowano np. Produkt hydroksylacji adeniny (8-hydroksyadeniny), a także produkty otwarcia pierścienia imidazolowego tych zasad.

W reszcie dezoksyrybozy cząsteczki DNA, rodnik OH is jest zdolny do atakowania i odrywania atomu H z dowolnej pozycji cyklu. Efektem końcowym jest promieniowanie chemiczne. modyfikacje tej części cząsteczki DNA - powstanie malonodialdehydu, któremu towarzyszy zerwanie wiązania N-glikozydowego z eliminacją niezmienionej zasady, aw rezultacie pęknięcie jednoniciowego DNA. Wówczas w wyniku statystyk już dochodzi do pęknięć dwuniciowego DNA. nagromadzenie pęknięć jednej nici w przeciwległych odcinkach dwóch nici DNA.

Znany jest bezpośredni wpływ promieniowania na cząsteczki docelowe, w wyniku którego makrocząsteczki ulegają konwersji. za darmo rodniki według schematu:

Los utworzonych rodników R ∙ jest prawdopodobnie podobny do losów rodników powstałych w wyniku pośredniego działania promieniowania.

Mechanizm działania innych rodzajów promieniowania jonizującego (cząstki a, protony, neutrony, elektrony, przyspieszone jądra cięższych pierwiastków) jest zbliżony do mechanizmu działania elektromagnesu jonizującego. promieniowanie. Różnice wynikają z Ch. arr. różnica w masie, ładunku, energii i głębokości wnikania promieniowania do obiektu, metoda jonizacji makrocząsteczek itp. Istnieje informacja, że ​​wpływają na to jakieś inne fizyczne. na przykład czynniki. wibracje dźwiękowe, wibracje mogą również prowadzić do mutacji.

M. służy do otrzymywania szczepów mikroorganizmów wytwarzających duże ilości antybiotyków, aminokwasów, witamin i innych substancji niż naturalne. szczepy (takie odmiany są używane w przemyśle), a także do hodowli nowych odmian roślin.

Co to są mutageny

Jeśli ten błąd nie zostanie naprawiony, synteza białek i replikacja DNA stają się wielokrotnie bardziej skomplikowane - to jest mutageneza. Do wytworzenia witaminy D. potrzebne jest światło słoneczne. Jednak powstawanie dimerów pirymidynowych jest jedną z głównych przyczyn czerniaka. Ponadto promieniowanie UV jest szkodliwe dla oczu. Wniosek: długotrwała ekspozycja na słońce jest szkodliwa. Oparzenie słoneczne jest niebezpieczne. Frywolne jest zaniedbywanie kremów z filtrami UV i przebywanie w bezpośrednim świetle słonecznym, a chodzenie do solarium jest surowo zabronione. Inna interakcja ze słońcem (na przykład jogging na plaży o świcie) jest konieczna i przydatna.

Wróg nr 2: reaktywne formy tlenu Najczęstszy mutagen. Rzecz w tym, że te reaktywne formy powstają w wyniku najpowszechniejszych reakcji chemicznych zachodzących w organizmie człowieka. Tutaj możesz być zdziwiony, ponieważ tlen to gaz zawarty w atmosferze naszej planety, kojarzy się z głębokim oddychaniem, świeżością i innymi przyjemnymi doznaniami z reklamy proszków do prania.

Odpowiedź tkwi w tytule. Tlen utlenia substancje, które napotyka na swojej drodze. Pamiętaj, że nadtlenek wodoru wlewa się na złamane kolano - mniej więcej to samo dzieje się w skali komórkowej, gdy uwalniane są reaktywne formy tlenu. Reaktywne formy tlenu niszczą błony, z których zbudowane są żywe komórki, wyrywają poszczególne zasady z łańcucha DNA i powodują pęknięcia. Przeraża nie tylko to, co robią, ale także to, jak wyrafinowane to się dzieje. Ponieważ uwalnianie RFT odbywa się stale, gdy mechanizm, który je neutralizuje, ulega załamaniu, komórki są nieustannie bombardowane mutagenami i umierają w agonii..

Udowodniono, że przeciwutleniacze chronią przed utlenianiem i aktywnymi rodnikami. Są to substancje występujące w świeżych jagodach i owocach, zielonej herbacie, orzechach i czerwonym winie. Przekształcają rodniki w nieaktywną formę. Innymi słowy, takimi altruistami są przeciwutleniacze. Wychodzą na zewnątrz, widzą, jak chuligani burzą mury i przyjmują cios. Przeciwutleniacze mają wiele wspaniałych właściwości, z których jednym jest działanie przeciwstarzeniowe. Według niektórych hipotez starzenie się jest związane z uwalnianiem RFT. Wyróżnia się osobny legion - witamina E - zbiorcza nazwa kilku substancji rozpuszczalnych w tłuszczach o działaniu przeciwutleniającym. Wchodząc do układu pokarmowego, składniki witaminy E są wybierane w wątrobie i już alfa-tokoferol wchodzi w cykl metaboliczny..

Ważne jest, aby wziąć pod uwagę własne predyspozycje genetyczne do przyswajania witamin, ponieważ przeciwutleniacze są szkodliwe, gdy są spożywane w nadmiernych ilościach: mogą zakłócać przyswajanie innych pierwiastków śladowych.

Wróg nr 3: aflatoksyny. Nazwa należy do grupy trucizn rakotwórczych wytwarzanych przez niektóre rodzaje pleśni. Aflatoksyny to odpowiedź na pytanie dziecka: „Dlaczego nie możesz jeść ziemi i opadłych liści?”, Na pytanie dorosłego: „Dlaczego herbata ma okres przydatności do spożycia?” i na starcze pytanie: "Dlaczego nie możesz jeść spleśniałych zbóż?" W przypadku niespełnienia warunków przechowywania na produkcie, podobnie jak na pożywce, rosną pleśnie z rodzaju Aspergillus. Zagrożeniem mogą być zboża, przyprawy, orzechy, herbata, mleko, jajka, mięso, suszone owoce, chleb i soki przemysłowe. Pleśń może wyrosnąć z niewłaściwego lub długotrwałego przechowywania, a zapach zagłuszy nieprzyjemne zapachy. Jeśli dawka aflatoksyn nie jest śmiertelna, ale regularna, może powodować marskość i raka wątroby. Produkty z aflatoksynami są szczególnie niebezpieczne dla przyszłych matek: oprócz ogólnego zatrucia, aflatoksyny mogą zakłócać embriogenezę.

Udowodniono, że zdrowe nawyki żywieniowe mogą pomóc uniknąć tego wroga. Uważaj i nie jedz przeterminowanych potraw. Staraj się dokładnie myć jedzenie i przygotowywać jedzenie tuż przed jedzeniem. Jednak osoby z nietolerancją glutenu, laktozy lub kofeiny czują się nieco spokojniej w stosunku do aflatoksyny: ponad połowa zagrożonych produktów jest już wykluczona z ich menu. W tej sytuacji zachowania żywieniowe, takie jak nawyk przejadania się, mogą być podwójnie szkodliwe..

Wróg nr 4: benzen. Benzen to związek chemiczny, bez którego nie sposób wyobrazić sobie współczesnego życia. To toksyna i rakotwórczość występująca w ropie naftowej i benzynie, jest również szeroko stosowana w produkcji leków, tworzyw sztucznych, gumy i barwników. Jeśli umieścisz osobę w ograniczonej przestrzeni i stopniowo pompujesz tam benzen, na początku poczuje euforię. Następnie pojawi się senność, nudności, ból głowy, drżenie mięśni. Jeśli podmiot pozostanie w tej komorze przez długi czas, umrze, ale jeśli zostanie uwolniony, można zaobserwować cały zespół zaburzeń spowodowanych zatruciem benzenem. Jednak to nas nie interesuje. Benzen często znajduje się w niskiej jakości produktach kosmetycznych i produktach z tworzyw sztucznych, to znaczy nie wyklucza się systematycznego zatrucia benzenem w małych ilościach, co może wywołać występowanie różnego rodzaju chorób hematoonkologicznych.

Udowodniono, że witaminy z grupy B - niacyna, kwas foliowy i kobalamina - są niezbędne do naprawy DNA. Niedobór tych witamin widoczny jest przede wszystkim przy zatruciach benzenem. Często ludzie otrzymują tę grupę witamin z mięsa zwierząt. Aby dowiedzieć się więcej o tym, na jakie procesy wpływają witaminy z grupy B i jak zdiagnozować ich niedobór, kliknij link.

Dbaj o siebie. Wrogowie w obliczu mutagenów mogą być wszędzie. Jeśli chodzi o zdrowy styl życia, ci, którzy próbują wszystko zmienić na własną rękę, muszą balansować między wieloma radami a zdrowym rozsądkiem. Granica jest chwiejna, a ten, kto zna siebie i nie robi sobie krzywdy, jest bardziej skłonny stawić opór.

MUTAGENY

MUTAGENY (łac. Muta [re] zmiana, zmiana + greckie, gennao rodzą, produkują) - czynniki fizyczne, chemiczne i biologiczne, które mogą powodować dziedziczne, niezwiązane ze zjawiskiem rekombinacji, zmiany, czyli mutacje. Działanie M. jest uniwersalne dla wszystkich żywych organizmów. Efekty Biol, M. są podzielone na efekty w komórkach somatycznych, prowadzące do wystąpienia zespołów uszkodzeń narządów i tkanek oraz skutki w komórkach rozrodczych, w wyniku których zachodzą gamety niosące mutację. Należy zauważyć, że duża ilość M. ma działanie rakotwórcze..

Skuteczność mutagenu zależy od jego dawki i cech organizmu. Jest określany ilościowo przez porównanie z naturalnym wskaźnikiem mutacji.

Fizyczne M. obejmuje wszystkie rodzaje promieniowania jonizującego, promieniowanie UV, temperaturę itp. Pierwszy dowód na to, że fizyczne czynniki środowiskowe mogą powodować mutacje, uzyskali w ZSRR w 1925 r. G. A. Nadson i G. S. Filippov, to-żyto wykazał wpływ promieniowania rentgenowskiego na dziedziczną zmienność drożdży. W latach 1927-1928. N. J. Muller na Drosophila (patrz) i L. J. Stadler na kukurydzy i innych roślinach wyższych udowodnili, że przenikające promieniowanie zwiększa częstotliwość mutacji setki razy. Wpływ różnych rodzajów promieniowania jonizującego jest zasadniczo taki sam. Powstawanie jonów w napromieniowanej tkance jest początkiem złożonego łańcucha fizycznego i chemicznego. procesy prowadzące do restrukturyzacji cząsteczek, zakłócenia przebiegu biochemii, reakcji i ostatecznie do powstania mutacji genów i strukturalnej przebudowy chromosomów (patrz. Mutacja). Wpływ promieniowania jonizującego zależy od fazy podziału komórek i intensywności promieniowania.

Promieniowanie UV ma dużo mniejszą energię niż promieniowanie jonizujące i nie jest w stanie wywołać jonizacji. Dlatego promienie UV są łatwo absorbowane przez tkanki powierzchniowe organizmów i słabo przenikają do głęboko położonych tkanek. Tylko w organizmach jednokomórkowych łatwo docierają do jądra komórkowego. Częstość mutacji wywołanych promieniowaniem UV zależy od dawki, ale tylko do pewnego poziomu, powyżej którego utrzymuje się na stałym poziomie lub wręcz maleje. Największą aktywność mutagenną posiadają promienie UV o długości fali 250-280 nm, czyli w zakresie fal absorbowanych przez kwasy nukleinowe. Część widma UV jest zdolna do wywołania efektu fotoreaktywacji, polegającego na tłumieniu mutagennej wydajności jego aktywnej części, a nawet promieniowania jonizującego. Mutagenny efekt promieniowania UV o długości fali 250-280 nm polega na dimeryzacji sąsiednich zasad tyminy lub hydratacji uracylu i cytozyny.

Oprócz tych zakłóceń promienie UV mogą powodować zerwanie wiązań wodorowych między komplementarnymi niciami DNA, pojawienie się wewnątrz- i międzycząsteczkowych wiązań krzyżowych w DNA lub między DNA a białkiem. Wzrost częstości mutacji zaobserwowano również po naświetlaniu pożywki mikroorganizmów promieniowaniem UV, które zachowywało działanie mutagenne przez kilka godzin po naświetlaniu. Zjawisko to tłumaczy powstawanie wolnych rodników, związków aktywnych, takich jak nadtlenek wodoru i nadtlenki organiczne.

Zdolność chemiczna. związki powodujące uszkodzenia genetyczne powstały w 1942 roku, kiedy IA Rappoport w ZSRR i Auerbach (S. Auerbach) w Wielkiej Brytanii przedstawiły dowody na wysoką aktywność mutagenną formaliny, etylenoiminy i gazu musztardowego, po czym stwierdzono aktywność mutagenną w wielu chemikaliach. znajomości. Związki nitrowe mają wysoką aktywność mutagenną: azotany, azotyny, nitrozoaminy. Mutagenna aktywność azotu dla - ciebie (HN02) jest spowodowana hl. arr. spowodowane przez nią deaminację adeniny (A), guaniny (G) i cytozyny (C), co ostatecznie prowadzi do zastąpienia jednej komplementarnej pary zasad azotowych w cząsteczce DNA inną (G - C ^ A - T). Ponadto azot może powodować nieprawidłowe wiązania krzyżowe w cząsteczce DNA. Z kolei azotyny oddziałują z aminami drugorzędowymi, tworząc silnie toksyczne nitrozoaminy. Ze względu na ich wysoką aktywność mutagenną wiele nitrozwiązków -] Ch-metylo -] t1-nitro-N-nitrozoguanidyna, gaz musztardowy, N-nitro-zo-1Ch- (metylo) etylo-mocznik, N-nit-rozometylouretan, metyloazooksymet-nol, dietylonitrozoamina, nitrozometyloksyamid, dietyloksybutan, uretan - nazywane supermutagenami.

Związki zdolne do przenoszenia grup alkilowych (metyl, etyl, propyl) do cząsteczki DNA są silnie mutagenne. Jednak będąc silnie reaktywnymi, związki te łatwo reagują ze składnikami pozakomórkowymi, dlatego niewielka ich ilość dostaje się do wnętrza komórki w porównaniu z zawartością tych środków alkilujących w środowisku zewnątrzkomórkowym. W zależności od liczby grup aktywnych związki alkilujące dzieli się na jednofunkcyjne (metanosulfonian etylu, siarczan dimetylu, etylenoimina itp.), Dwufunkcyjne (iperyty azotowe i siarkowe) oraz wielofunkcyjne (dichlorodietyl, metylodichlorodietyloamina).

W cząsteczce DNA, oprócz zasad azotowych, można również alkilować grupy fosforanowe rybonukleotydów, powodując tym samym pęknięcia chromosomów i ich strukturalne przegrupowania. Ze względu na charakter efektu genetycznego związki alkilujące określa się jako radiomimetyki, tj. Związki, których działanie mutagenne przypomina mutagenne działanie promieniowania jonizującego.

Aktywność mutagenną nadtlenków określa stężenie wolnych rodników w pożywce: —OH, —H, - HO2. Mutagenne działanie nadtlenków można wzmocnić poprzez naświetlanie światłem widzialnej części widma, promieniowanie UV, tlen, który przyczynia się do powstawania wolnych rodników w środowisku wodnym. Enzym katalaza (EC 1.11.1.6) zmniejsza aktywność mutagenną nadtlenków, tym samym wykazując właściwości antymutagenne. Jednak natura działania mutagennego wielu chemikaliów. połączenia nie zostały jeszcze nawiązane.

M. zawiera różne pochodne zasad purynowych i pirymidynowych - bromouracyl, aminopurynę, aminopteryny, pochodne foliowe. Analogi zasady azotowej, omyłkowo zawarte w łańcuchu polinukleotydowym, ze względu na ich zdolność do tworzenia par komplementarnych, mogą ostatecznie doprowadzić do zniekształcenia sekwencji nukleotydów w tryplecie kodującym, a tym samym do zniekształcenia znaczenia kodonu (patrz Kod genetyczny).

Aktywność mutagenna czynników biol jest najmniej zbadana, chociaż fakty dotyczące mutagenności wirusów są znane od dawna. Zdolność do powodowania pęknięć chromosomów posiadają wirusy ospy, odry, ospy wietrznej, świnki itp. Niektóre wirusy powodują mutacje poprzez tłumienie aktywności systemu naprawczego (patrz). Ze względu na mutagenne działanie wirusów, problem szczepień zaczął być rozważany szerzej niż dotychczas. Działanie mutagenne mogą mieć różne toksyny biol, przyrody, a także różne metabolity (na przykład nadtlenki, wolne rodniki itp.), Zwane automutagenami. Organizmy pasożytnicze mogą znacząco modyfikować częstość mutacji u ludzi.

Szczególnie istotny jest problem zanieczyszczenia środowiska różnymi chemikaliami. związki, a przede wszystkim mutageny (patrz Ochrona środowiska). W rolnictwie herbicydy (patrz), pestycydy (patrz) i defolianty (patrz) znalazły szerokie zastosowanie, z których niektóre mają wysoką aktywność mutagenną. Wiele z tych związków jest wyjątkowo odpornych na chemikalia. i biol, przemiany, w wyniku których M. będzie krążyć w środowisku, nawet jeśli zaprzestanie produkcji i stosowania tych związków.

Źródłami minerałów zawierających azot mogą być nawozy mineralne i organiczne, ścieki bytowe i odpady przemysłowe. W niektórych produktach spożywczych występuje nadmierna ilość azotanów, to żyto pod wpływem bakterii przekształca się w azotyny. W kwaśnym środowisku żołądka z azotynów łatwo tworzą się nitrozoaminy, które, jak wspomniano powyżej, mają działanie mutagenne.

Niektóre metody konserwowania i sterylizacji produktów spożywczych prowadzą do zwiększenia kontaktu człowieka z takimi metalami jak formalina, propylen, glikogol, heksametylenotetraamina, azotany sodu i potasu, żywice epoksydowe i chinony, nadtlenki, nadtlenki hydroksyalkilowe itp..

Nie ulega wątpliwości, że leki konwencjonalne - pochodne z serii tiazyn, niektóre sulfonamidy, neurofurany itp., Zwłaszcza stosowane w dużych dawkach, mają działanie mutagenne. Spośród antybiotyków najsilniejsze M. to azaseryna i biomycyna. Do silnych M. należą alkaloidy pozyskiwane z takich roślin wyższych jak Senecio, Crotalaria, Heliotropium itp. M. okazał się być wieloma środkami odkażającymi - dichloroetan, tlenek etylenu, fenol, chloramina B, mertiolat itp..

Każdego roku do gleby, wody i powietrza atmosferycznego przedostaje się dużo rtęci metalicznej, głównie z odpadami z przemysłu drzewnego i papierniczego, które pod wpływem mikroorganizmów zamieniają się w metyl i dimetylortęć o działaniu mutagennym. Odpady produkcyjne, takie jak chlorodibenzofuran, trimetylofosforan, heksachlorobutadiol, mają działanie mutagenne. M. to także trietylenomelanina, używana do produkcji gumy, żywic, celofanu; żywice epoksydowe i akroleina stosowane do produkcji plastyfikatorów i rozpuszczalników; aldehyd octowy - w produkcji to-t i konserwantów; hydrazyna i jej pochodne - w produkcji konserwantów, fotochemikaliów itp.; etylenoiminy i nadtlenek wodoru - w produkcji wysoce reaktywnej substancji chemicznej. surowce itp. Ze spalinami samochodowymi do środowiska przedostają się minerały takie jak ołów, tlenki azotu, węglowodory aromatyczne, fosforan trimetylu, które dodawane są do benzyny. Należy zauważyć, że same niemutagenne odpady przemysłowe mogą wchodzić w interakcje z innymi metalami, takimi jak sole metali ciężkich, tworząc mutagenne kompleksy i mieszaniny w wysokich stężeniach..

Spośród 169 przebadanych komercyjnych farb do włosów typu utleniającego, produkowanych w Stanach Zjednoczonych, 150 (około 89%) spowodowało mutacje bakterii. Wśród badanych farb do włosów produkowanych w Japonii M. był ok. 82%. Mutagenne działanie tych barwników potęguje fakt, że skóra jest powierzchnią absorbującą, a przed farbowaniem włosy poddawane są działaniu innego mutagenu - nadtlenku wodoru. OK używa farb do włosów. 10% populacji w wielu krajach świata, przy czym głównymi konsumentami są kobiety w wieku rozrodczym.

W tych średnich stężeniach, w których herbicydy i pestycydy znajdują się obecnie w środowisku, a także dodatki do żywności (patrz) i inne w produktach spożywczych, nie mają one bezpośredniego negatywnego wpływu na zwierzęta doświadczalne i ludzi. Jednak wchodząc w różnego rodzaju interakcje z innymi związkami, mogą tworzyć aktywne kompleksy mutagenne.

Odpady przemysłowe, gdy znajdą się w biosferze, stają się pierwiastkami, aby żyto decydowało o poziomie naturalnej mutagenezy (patrz). Biorąc pod uwagę zmiany w biosferze pod wpływem postępu technicznego, dla wszystkich organizmów, poza mutacjami naturalnymi i eksperymentalnymi, należy wyróżnić jeszcze jeden typ - mutacje warunkowo naturalne spowodowane zmienionym środowiskiem powstałym w wyniku działalności człowieka..

Bibliografia: Dubinin N.P. and Pashin Yu. V. Mutagenesis and the environment, M., 1978, bibliogr.

Mutagens

Mutageny to czynniki fizyczne lub chemiczne, które powodują mutacje - odziedziczone zmiany w genach. Pierwsze sztuczne mutacje powstały w drożdżach pod wpływem promieniowania radioaktywnego. To doświadczenie miało miejsce na początku ubiegłego wieku. Po 2 latach okazało się, że ma działanie mutagenne i promieniowanie rentgenowskie.

Mutageny mogą być różnymi czynnikami zmieniającymi strukturę genów, a także liczbę i strukturę chromosomów. Ze względu na swoje pochodzenie są endogenne, czyli powstałe w wyniku działalności człowieka, a egzogenne - czynniki środowiskowe i inne, które wywierają wpływ z zewnątrz. Ponadto mutageny dzielą się na biologiczne, chemiczne i fizjologiczne.

  • Fizyczne mutageny obejmują niską lub wysoką temperaturę, pola elektromagnetyczne, promieniowanie radioaktywne, promieniowanie ultrafioletowe, rozpad radioaktywny, promieniowanie jonizujące.
  • Mutageny biologiczne obejmują antygeny niektórych mikroorganizmów, niektórych wirusów (na przykład grypy, różyczki, odry), specyficzne sekwencje DNA.
  • Mutageny chemiczne: leki, rozpuszczalniki organiczne, dodatki do żywności, pestycydy, środki alkilujące, redukujące i utleniające.

Zatem mutageny są groźnymi czynnikami prowadzącymi do zmiany materiału genetycznego, co z kolei może prowadzić do nieodwracalnych następstw w organizmie - mutacji.

Wykształcenie: Absolwentka Wydziału Chirurgii Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Witebsku. Na uczelni przewodniczył Radzie Studenckiego Koła Naukowego. Dokształcanie w 2010 roku - w specjalności „Onkologia” oraz w 2011 roku - w specjalności „Mammologia, wizualne formy onkologii”.

Doświadczenie zawodowe: Praca w sieci medycyny ogólnej przez 3 lata jako chirurg (szpital pogotowia ratunkowego w Witebsku, Liozno CRH) oraz w niepełnym wymiarze godzin jako regionalny onkolog i traumatolog. W ciągu roku pracować jako przedstawiciel farmaceutyczny w firmie „Rubicon”.

Przedstawił 3 propozycje racjonalizacyjne na temat "Optymalizacja antybiotykoterapii w zależności od składu gatunkowego mikroflory", 2 prace zdobyły nagrody w konkursie republikańskim - przegląd prac studenckich (kategoria 1 i 3).

Co to są mutageny

Mutageny mogą być różnymi czynnikami powodującymi zmiany w strukturze genów, strukturze i liczbie chromosomów. Ze względu na pochodzenie mutageny są klasyfikowane jako endogenne, powstałe w trakcie życia organizmu i egzogenne - wszystkie inne czynniki, w tym warunki środowiskowe.

Ze względu na charakter ich występowania mutageny dzieli się na fizyczne, chemiczne i biologiczne:

Fizyczne mutageny

  • promieniowanie jonizujące;
  • rozpad radioaktywny;
  • promieniowanie ultrafioletowe;
  • zbyt wysoka lub niska temperatura.

Mutageny chemiczne

  • czynniki utleniające i redukujące (azotany, azotyny, reaktywne formy tlenu);
  • środki alkilujące (np. jodoacetamid);
  • pestycydy (np. herbicydy, fungicydy);
  • niektóre dodatki do żywności (na przykład węglowodory aromatyczne, cyklaminiany);
  • rafinowane produkty naftowe;
  • rozpuszczalniki organiczne;
  • leki (np. cytostatyki, leki rtęciowe, leki immunosupresyjne).

Mutageny biologiczne

  • specyficzne sekwencje DNA - transpozony;
  • niektóre wirusy (odra, różyczka, grypa);
  • produkty metabolizmu (produkty utleniania lipidów);
  • antygeny niektórych mikroorganizmów.

Fundacja Wikimedia. 2010.

  • Mutaalia
  • Mutazilite

Zobacz, co „Mutagen” znajduje się w innych słownikach:

mutagen - mutagen... Odniesienie do słownika ortograficznego

MUTAGEN - dowolny agent lub czynnik powodujący mutację. Słownik ekologiczny, 2001 Mutagen to dowolny czynnik lub czynnik powodujący mutację. EdwART. Słownik ekologiczny... Słownik ekologiczny

mutagen - etylenoimina, czynnik Słownik synonimów rosyjskich. rzeczownik mutagen, liczba synonimów: 2 • czynnik (29) •... Słownik synonimów

MUTAGEN - MUTAGEN, ach, mąż. (specjalista.). Ogólna nazwa czynników fizycznych, chemicznych, biologicznych zdolnych do stymulowania mutacji (w znaczeniu 1). | przym. mutagenny, och, och. Słownik wyjaśniający Ozhegova. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992... Słownik wyjaśniający Ożegowa

Mutagen to substancja, która może powodować zmiany genetyczne w żywych organizmach. Źródło: WYTYCZNE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA I STOSOWANIA PRZEPISÓW I NORM SANITACYJNYCH SANPIN 2.1.4.559 96 WODA PITNA. WYMAGANIA HIGIENICZNE DOTYCZĄCE JAKOŚCI WODY...... Oficjalna terminologia

MUTAGEN - Dowolny agent lub czynnik powodujący mutację Słownik pojęć biznesowych. Academic.ru. 2001... Słownik pojęć biznesowych

mutagen - mutagen mutagen. Fizyczny (promieniowanie gamma i rentgenowskie, cząstki elementarne, temperatura, itp.) Lub chemiczny (liczne związki organiczne i nieorganiczne, w tym niektóre biopolimery obce temu obiektowi),...... Biologia molekularna i genetyka. Słownik.

mutagen - rus mutagen (m), substancja mutagenna (c) eng mutagen, substancja mutagenna fra mutagène (m), substancja (f) mutagène deu mutagener Stoff (m) spa sustancia (f) mutagénica, sustancia (f) mutágena, mutágeno ( m)… Bezpieczeństwo i higiena pracy. Tłumaczenie na język angielski, francuski, niemiecki, hiszpański

mutagen - PATOLOGIA EMBRYOGENEZY MUTAGEN, CZYNNIK MUTAGENOWY - czynnik o charakterze fizycznym (promienie X i gamma), chemicznym (antybiotyki, kwasy) lub biologicznym (wirusy), którego działanie na organizm prowadzi do mutacji... Embriologia ogólna: Słowniczek terminologii

mutagen - mutagenas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiaga ar poveikis, sukeliantys gyvų organizmų genetinius pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. mutagen... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

mutagen - mutagenas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Veiksnys, sukeliantis genetinius organizmo pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. mutagen; czynnik mutagenny... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

MUTAGENY

W wersji książkowej

Tom 21. Moskwa, 2012, s. 518

Skopiuj odniesienie bibliograficzne:

MUTAGENY, czyli czynniki powodujące mutacje w organizmach żywych z częstością przekraczającą częstość występowania mutacji spontanicznych. W zależności od charakteru czynników są fizyczne, chemiczne. i biologiczny. M. K osn. fizyczne M. są rozkładane. rodzaje promieniowania jonizującego - promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie $ γ $, strumienie neutronów i cząstek naładowanych (cząstki $ α - i $ β $, protony itp.), promieniowanie UV. Najliczniejsza. chem. M. są reprezentowane przez różne substancje, które oddziałują z DNA, w tym analogi zasad azotowych, reaktywne formy tlenu, związki powodujące deaminację zasad i czynniki alkilujące. Te ostatnie są zdolne do przenoszenia grup alkilowych do rozkładu. biologiczny makrocząsteczki, w szczególności DNA (głównie guanina jest alkilowana). Środki alkilujące, będące źródłem grup metylowych lub etylowych, tworzą szereg najsilniejszych mutagenów, tzw. super mutageny. Po raz pierwszy zostały opisane w latach czterdziestych XX wieku. język angielski genetyków S. Auerbacha i J. Robsona (gaz musztardowy i azotowy iperyt) i hodowali. naukowiec I.A. Rapoport (etylenoimina). Biologiczny. M. obejmują ruchome elementy genetyczne i niektóre wirusy (np. Patogeny różyczki, odry, grypy), których genom można włączyć do genomu zakażonej przez nie komórki. M. są używane w genetyce. eksperymenty i hodowla w celu uzyskania nowych odmian roślin, ras zwierząt i szczepów mikroorganizmów.

Co to są mutageny

Mutageny to czynniki chemiczne i fizyczne, które powodują zmiany dziedziczne - mutacje. Po raz pierwszy sztuczne mutacje uzyskali w 1925 roku G.A. Nadsen i G. S. Filippov w drożdżach pod wpływem promieniowania radioaktywnego radu; w 1927 r. G. Möller otrzymał mutację u Drosophila pod wpływem promieni rentgenowskich. Zdolność chemikaliów do wywoływania mutacji (przez działanie jodu na Drosophila) odkrył I.A. Rapoport. U osobników much, które rozwinęły się z tych larw, częstość mutacji była kilkakrotnie wyższa niż u owadów kontrolnych.

Z pochodzenia (:) do endogennych, powstałych w trakcie życia organizmu i egzogennych - wszystkie inne czynniki, w tym warunki środowiskowe.

Ze względu na charakter występowania (:) na fizyczne, chemiczne i biologiczne:

Fizyczne mutageny: 1 promieniowanie jonizujące; 2 rozpad radioaktywny; 3 promieniowanie ultrafioletowe; 4 zbyt wysoka lub niska temperatura.

Mutageny chemiczne: 1 niektóre alkaloidy: kolchicyna jest jednym z najpowszechniejszych mutagenów w hodowli. 2utleniacze i reduktory (azotany, azotyny, reaktywne formy tlenu); 3 nitro-pochodne moczników - często stosowane w rolnictwie;

etylenoimina, metanosulfonian etylu, siarczan dimetylu, 1,4-bisdiazoacetylobutan (znany jako DAB);

niektóre pestycydy; niektóre dodatki do żywności (na przykład węglowodory aromatyczne, cyklaminiany); rafinowane produkty naftowe; rozpuszczalniki organiczne;

leki (np. cytostatyki, leki rtęciowe, leki immunosupresyjne).

Mutageny biologiczne: specyficzne sekwencje DNA - transpozony; niektóre wirusy (wirus odry, różyczki, grypy), produkty przemiany materii (produkty utleniania lipidów);

antygeny niektórych mikroorganizmów.

Fizyczne mutageny to wszelkie fizyczne skutki na żywe organizmy, które mają bezpośredni wpływ na DNA lub wirusowe RNA lub pośrednio poprzez systemy replikacji, naprawy, rekombinacji

- są to różne rodzaje promieniowania: promieniowanie jonizujące, rozpad radioaktywny, promieniowanie ultrafioletowe.

Ich głównym efektem jest tworzenie pojedynczych lub podwójnych pęknięć w cząsteczce DNA. UV jest silnie absorbowane przez tkanki i wywołuje mutacje tylko w powierzchownie zlokalizowanych komórkach zwierząt wielokomórkowych, jednak skutecznie działa na jednokomórkowe. Promieniowanie jonizujące to przepływ naładowanych lub obojętnych cząstek i kwantów promieniowania elektromagnetycznego, których przejście przez substancję prowadzi do jonizacji i wzbudzenia atomów lub cząsteczek ośrodka.

izotopy, które są radioaktywne. Pierwiastki te obejmują wszystkie pierwiastki naturalne o liczbie atomowej wyższej niż 83 (Bi). O szkodliwości pierwiastków promieniotwórczych decyduje promieniowanie jonizujące, którego charakter zależy od rodzaju rozpadu promieniotwórczego danego izotopu.

Istnieją naturalne radionuklidy powstające pod wpływem promieniowania kosmicznego stale padającego na Ziemię i wytworzone przez człowieka.

Reaktory jądrowe i praca elektrociepłowni spalających węgiel prowadzą do zanieczyszczenia powietrza radionuklidami. Zawsze zawiera drobne zanieczyszczenia, takie jak uran, tor i produkty ich rozpadu. Podczas spalania paliwa te radionuklidy częściowo przechodzą do aerozoli i dostają się do atmosfery.

Stosowanie mineralnych nawozów fosforowych może prowadzić do zanieczyszczenia gleby radionuklidami. Zanieczyszczenia uranem i torem są zawsze obecne w surowcu używanym do produkcji tych nawozów. Podczas przetwarzania surowców radionuklidy częściowo przechodzą do nawozów, a następnie do gleby i są przenoszone dalej wzdłuż łańcuchów troficznych.

Inne mutageny fizyczne to cząstki innego rodzaju o dużej energii: promieniowanie alfa i beta substancji radioaktywnych oraz promieniowanie neutronowe. W przypadku bezpośredniego wpływu na DNA główną rolę odgrywają dwa parametry: wartość energetyczna działającej cząstki oraz zdolność materiału biologicznego do pochłaniania tej energii..

Uszkodzenia DNA mogą być dwojakiego rodzaju: pęknięcia dwuniciowe i jednoniciowe.

Wysoka lub niska gorączka może również powodować mutacje. W 1928 roku Möller wykazał, że wzrost temperatury o 10 stopni C zwiększa częstotliwość mutacji muszek owocówek 2-3 razy. Bardzo niskie lub bardzo wysokie temperatury zakłócają podział komórek (występują mutacje genomowe). Ekstremalne temperatury wzmacniają działanie innych mutagenów, ponieważ zmniejszają aktywność enzymatyczną układów naprawczych.

Czynniki fizyczne powodują te same mutacje, które występują podczas spontanicznej mutagenezy.

Mutageny chemiczne obejmują wiele związków chemicznych o różnorodnej budowie. Największą aktywność mutagenną wykazują różne związki alkilujące, a także związki nitrozowe, niektóre antybiotyki o działaniu przeciwnowotworowym.

Mutageny chemiczne dzielą się na mutageny działające bezpośrednio (związki, których reaktywność jest wystarczająca do chemicznej modyfikacji DNA, RNA i niektórych białek) i mutageny o działaniu pośrednim (promutageny są substancjami, które same w sobie są obojętne, ale są przekształcane w mutageny w organizmie, głównie w wyniku utleniania enzymatycznego).

Celem działania mutagenów w komórce jest DNA i niektóre białka. Wiele mutagenów powoduje mutacje bez wiązania kowalencyjnego z DNA. W takim przypadku synteza matrycy DNA przebiega z błędami. W zsyntetyzowanej nici DNA okazuje się być jednym nukleotydem więcej lub mniej niż zwykle i występują mutacje.

Istnieją mutageny, które hamują syntezę prekursorów DNA. W rezultacie synteza DNA spowalnia lub nawet się zatrzymuje. Mutagenne i rakotwórcze właściwości chemikaliów są ze sobą ściśle powiązane. Dlatego identyfikacja możliwych mutagenów w środowisku, badanie mutagenności produktów syntezy przemysłowej (barwniki, leki, pestycydy itp.) Jest ważnym zadaniem współczesnej genetyki..

Ustalono, że kilka tysięcy związków chemicznych ma działanie mutagenne. Jednak w przeciwieństwie do promieniowania jonizującego i ultrafioletowego, mutageny chemiczne charakteryzują się specyfiką działania, która zależy od charakteru obiektu i etapu rozwoju komórki. Kiedy mutageny chemiczne oddziałują ze składnikami struktur dziedzicznych (DNA i białka), następuje pierwotne uszkodzenie tych ostatnich. Ponadto te pierwotne uszkodzenia prowadzą do pojawienia się mutacji.

Mutageny biologiczne obejmują wirusy DNA i RNA, niektóre polipeptydy i białka, takie jak O-streptolizyna i szereg enzymów restrykcyjnych, a także preparaty niektórych DNA i niektórych plazmidów.

Mechanizmy powstawania mutacji pod wpływem różnych czynników biologicznych nie są do końca jasne, jednak środki zawierające kwasy nukleinowe mogą powodować zakłócenie procesów rekombinacji, co prowadzi do wystąpienia mutacji. Działanie endonukleaz restrykcyjnych sprowadza się do „przecinania” nici DNA w miejscu (locus) określonej sekwencji nukleotydowej, specyficznej dla każdej restrykcji.

Mutageny biologiczne: - specyficzne sekwencje DNA - transpozony;

- niektóre wirusy (odra, różyczka, grypa); - produkty przemiany materii (produkty utleniania lipidów);

Transpozony to jedna z klas ruchomych elementów genomu, które po wprowadzeniu do genomu mogą powodować mutacje, w tym tak znaczące, jak rearanżacje chromosomów.

Odgrywają ważną rolę w przenoszeniu lekooporności między mikroorganizmami, rekombinacji i wymianie materiału genetycznego między różnymi gatunkami zarówno w przyrodzie, jak iw trakcie badań inżynierii genetycznej..

Problem polega na tym, że przyspieszenie częstości mutacji prowadzi do wzrostu liczby osobników z wadami wrodzonymi i szkodliwymi dziedzicznymi odchyleniami. Głównym zagrożeniem zanieczyszczenia środowiska mutagenami, jak uważają genetycy, jest to, że nowo powstające mutacje, które nie są „przetwarzane” przez ewolucyjne wpłynie negatywnie na żywotność wszelkich organizmów. Mutageny środowiskowe wpływają na wielkość rekombinacji dziedzicznych cząsteczek, które są również źródłem dziedzicznych zmian.

Co to są mutageny i jak wpływają na organizm?

Na co dzień organizm ludzki narażony jest na niekorzystne czynniki środowiskowe. Wiele z nich w taki czy inny sposób wpływa na stan zdrowia i, co jest bardzo ważne, wpływa na przyszłe pokolenie. Jednym z najbardziej szkodliwych czynników jest mutagen. Co to jest mutagen? A jaki ma to wpływ na osobę lub inny organizm? Spójrzmy na to.

Definicja

Ta koncepcja jest często słyszana przez współczesną osobę, ale niewiele osób wie, czym jest mutagen..

To nazwa pewnego zestawu czynników, które mają poważny wpływ na organizm i pociągają za sobą określone mutacje, innymi słowy, zmiany dziedziczne.

Po raz pierwszy mutacje uzyskano podczas prac eksperymentalnych, podczas których na drożdże wpłynęło badanie takiego pierwiastka promieniotwórczego, jakim jest rad..

Mutageny to specyficzny zestaw czynników, które oddziałują na organizm, powodując zmiany w budowie aparatu genetycznego. Zmiany te można zaobserwować na różnych poziomach: od genetycznego po chromosomalny.

Biorąc pod uwagę, że mutageny to wiele czynników, można je podzielić na:

  • Fizyczny.
  • Biologiczny.
  • Chemiczny.

Fizyczny

Co to są mutageny fizyczne? Są to pewne czynniki, które obejmują skutki różnych rodzajów promieniowania. Ta ostatnia może być zarówno elektromagnetyczna, jak i jonizująca.

Natura ma swoje własne tło promieniowania, które bez przekraczania pewnego poziomu nie szkodzi ciału. Jeśli jednak próg takiego procesu w środowisku wzrośnie, może to prowadzić do mutacji. Ponadto silne promieniowanie radioaktywne wywołuje chorobę popromienną, a nawet śmierć..

Ponadto czynniki fizyczne obejmują reżim temperaturowy, a raczej jego gwałtowne spadki, nienormalnie wysokie lub niskie wartości..

Chemiczny

W środowisku najczęściej występują między innymi czynniki chemiczne. Źródłami mutagenów tego rodzaju mogą być:

  • Rafinowane produkty naftowe.
  • Niektóre narkotyki.
  • Wiele chemicznych dodatków do żywności.
  • Niektórzy przedstawiciele grupy pestycydów.
  • Rozpuszczalniki organiczne.
  • Kwasy i zasady.

Ponadto pewnej grupie wirusów można przypisać czynniki chemiczne, których kwasy nukleinowe mają działanie mutagenne..

Szkodliwe działanie wielu związków zostało odkrytych stosunkowo niedawno, niespełna sto lat temu. W tym okresie odkryto ogromną liczbę substancji, które otaczają człowieka w życiu codziennym i prowadzą do zmian mutacyjnych.

Mutageny chemiczne są również niebezpieczne, ponieważ wraz z rozwojem mutacji mogą mieć działanie rakotwórcze, czyli prowokować powstawanie nowotworów złośliwych i łagodnych.

Biologiczny

Mutageny biologiczne są często reprezentowane przez wiele wirusów, które dostają się do organizmu i wpływają na powstawanie mutacji. Takie czynniki obejmują powszechne wirusy, takie jak odra i grypa. Mogą wywołać takie zjawisko, jak zmienność dziedziczna..

Mutageny biologiczne obejmują produkty rozpadu i produkty przemiany materii oraz niektóre antygeny, które dostają się do organizmu.

Mutageny biologiczne mogą być reprezentowane przez tak zwane transpozony. Są to pewne odcinki DNA, które są zdolne do takiego zjawiska, jak ruch i reprodukcja poza strukturą genetyczną..

Ponadto niektórym przedstawicielom świata roślin można przypisać czynniki biologiczne wpływające na organizm. Na przykład jesienne krokusy.

Wpływ mutagenów na organizm

Ogromna liczba mutacji, które człowiek nagromadził przez lata ewolucji w sposób naturalny, jest przechowywana w genotypie przez tak zwany ładunek genetyczny. Wiele z nich było pomocnych i przyczyniło się do pewnych postępów ewolucyjnych. Jednak szkodliwe nagromadzone mutacje spowodowały wiele chorób genetycznych i dziedzicznych..

Co to jest mutagen w naszym życiu? To jest nasze stałe środowisko. Zła sytuacja środowiskowa, zanieczyszczenie powietrza chemikaliami, produktami i sprzętem AGD zawierającymi mutageny, oddziałuje negatywnie na organizm człowieka, przyczyniając się do rozwoju anomalii genetycznych w organizmie iw efekcie do pojawienia się różnych defektów u nowej generacji.

Wielokrotny wzrost liczby mutagenów tworzy ogromną liczbę mutacji, których populacja nie jest w stanie przetworzyć w sposób ewolucyjny. Fakt ten może narazić społeczność organizmów na wyginięcie..

Mutageny wpływają nie tylko na pojawienie się nowych osobników o nieco odmiennej budowie układu genetycznego, ale także przyczyniają się do pojawienia się w organizmach żywych skłonności do różnego rodzaju poważnych chorób np. Onkologicznych.