Что такое мутагенные факторы

Что такое мутагенные факторы

Если эта ошибка остается неисправленной, синтез белка и репликация ДНК усложняется во много раз — это и есть мутагенез. Солнечный свет нужен для выработки витамина D. Однако образование пиримидиновых димеров является одной из основных причин меланомы. Помимо этого, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Вывод: длительное пребывание на солнце вредно. Солнечные ожоги опасны. Пренебрегать кремами с UV-фильтрами и находиться под прямыми солнечными лучами — легкомысленно, а ходить в солярий запрещено категорически. Прочее взаимодействие с солнцем (пробежка по пляжу на рассвете, например) нужно и полезно.

Враг №2: активные формы кислорода Самый распространенный мутаген. Хитрость заключается в том, что эти активные формы генерируются в ходе самых обычных химических реакций, которые протекают в человеческом теле. Тут может возникнуть недоумение, ведь кислород — это газ, который содержится в атмосфере нашей планеты, с ним ассоциируется дыхание полной грудью, свежесть и еще какие-то приятные ощущения из рекламы стиральных порошков.

Разгадка кроется в названии. Кислород окисляет вещества, которые встречает на своем пути. Вспомните перекись водорода, которую выливают на разбитую коленку — примерно то же самое происходит в клеточных масштабах при выделении активных форм кислорода. Активные формы кислорода разрушают мембраны, из которых построены живые клетки, выдергивают отдельные основания из цепи ДНК и вносят разрывы. Страшно не только то, что они делают, но и то, как изощренно это происходит. Поскольку выделение АФК осуществляется постоянно, при поломке нейтрализующего их механизма клетки постоянно подвергаются бомбардировке мутагенами и гибнут в муках.

Важно учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как антиоксиданты при чрезмерном потреблении вредны: они могут препятствовать усвоению других микроэлементов.

Доказано: полезные пищевые привычки помогут избежать этого врага. Будьте аккуратны и не ешьте просроченные продукты. Старайтесь тщательно мыть продукты и готовить еду непосредственно перед употреблением. Впрочем, люди с непереносимостью глютена, лактозы или кофеина в отношении афлатоксина чувствуют себя немного спокойнее: больше половины продуктов из группы риска уже исключены из их меню. Такая особенность пищевого поведения, как привычка переедать, может быть вдвойне вредна в данной ситуации.

Враг №4: бензол. Бензол — химическое соединение, без которого невозможно представить современную жизнь. Это токсин и канцероген, который входит в состав нефти и бензина, а также широко применяется в производстве лекарств, пластмасс, резины и красителей. Если поместить человека в замкнутое пространство и постепенно закачивать туда бензол, то сначала он почувствует эйфорию. Затем появятся сонливость, тошнота, головная боль, мышечные подергивания. Если оставить испытуемого в этой камере на длительное время, то он умрет, если же его выпустить, то можно будет наблюдать целый комплекс расстройств, вызванных отравлением бензолом. Однако нам интересно не это. Бензол часто встречается в некачественной косметической продукции и пластмассовых изделиях, то есть не исключено систематическое отравление бензолом в небольших количествах, что может провоцировать возникновение различных видов гемато-онкологических заболеваний.

Доказано: витамины группы В — Ниацин, фолат и кобаламин — необходимы для репарации ДНК. Дефицит этих витаминов в первую очередь заметен при отравлении бензолом. Зачастую люди получают витамины этой группы с мясом животных. Подробнее узнать о том, на какие процессы влияют витамины группы В и как диагностировать их недостаток, можно по ссылке.

Берегите себя. Враги в лице мутагенов могут быть повсюду. Когда речь заходит о здоровом образе жизни, тем, кто пытается изменить все своими силами, приходится балансировать между массой советов и здравым смыслом. Граница зыбкая и устоять на ней больше шансов у того,, кто знает себя и не наносит себе вред.

Источник

Тема № 13. Мутагенные факторы. Антимутагенез

Факторы, вызывающие изменения в генетическом материале (мутации), называются мутагенными. Мутагенные факторы можно классифицировать на:

а) физические, б)химические, в)биологические.

Установлено, что генетические последствия атомных взрывов связаны с мутагенным влиянием проникающей радиации.

При облучении возникают как генные мутации, так и структурные перестройки хромосом (деления, инверсии, дупликации, транслокации). Изменения, возникающие в генетическом аппарате клетки при действии радиоактивного облучения можно объяснить ионизацией молекул в клетках, химическими изменениями среды в тканях, а также образованием свободных радикалов (-ОН и Н0₂) из имеющейся в тканях воды. Эти радикалы характеризуются высокой реактивностью и могут повреждать нуклеиновые кислоты.

Установлено, что для человека дозой, которая удваивает количество мутаций, является доза 0,5-1,5 Гр (50-150 рад.). Учёные предупреждают о серьёзных генетических последствиях в случае неконтролированного повышения радиоактивного фона окружающей среды, а также об опасности для человечества дальнейших ядерных испытаний в любом месте Земли.

Одновременно использование радиоактивного облучения для экспериментального мутагенеза в селекции микроорганизмов, грибов, растений позволяет получать новые виды антибиотиков, белков и других продуктов, полезных для человека.

б) химическими мутагенными факторами являются формалин,
этиленимин, нитриты, нитраты, иприт, производные хлора, образующиеся
при хлорировании воды, выбросы в атмосферу химических производств,
выхлопные газы, красители, консерванты и многие другие вещества,
попадающие человеку с пищей, водой и воздухом.

Химические мутагены используются для получения мутагенных форм плесневых грибков, актиномицетов, бактерий, которые продуцируют антибиотики, а также используют для повышения ферментативной активности у микроорганизмов для получения искусственного белка.

Таким образом, вирусы являются не только возбудителями многих болезней растений, человека и животных, но и являются причиной многих спонтанных мутаций. Продукты жизнедеятельности многих плесневых грибов также могут обладать канцерогенным эффектом, т.е. изменять

наследственный аппарат клетки, способствуя перерождению её в раковую клетку.

К факторам защиты наследственного аппарата от мутаций относятся:

3. Парность хромосом в диплоидном кариотипе

Этапы темновой репарации:

1) «узнавание» повреждённого участка ДНК специальным ферментом эндонуклеазой;

2) действие эндонуклеазы на разрыв одной цепочки молекулы ДНК вблизи повреждения;

3) «вырезание» поврежденного участка ДНК;

4) матричный синтез нового участка молекулы ДНК (репаративная репликация);

5) соединение новообразованного участка с ниткой ДНК с помощью ферментов лигазы (рис. 9)

•Узнавание» Деструкция дефектных Встраивание новых

дефектного отрезка структур последовательностей

Рис. 9. Схема репарации поврежденной ДНК.

Открытие процесса репарации показало, что на молекулярном уровне может наблюдаться «самоизлечение» молекулы ДНК. Репарация является одним из эволюционно закреплённых процессов, ограничивающих количество мутаций и поддерживающих гомеостаз и наследственность живых организмов.

2. Вырожденность генетического кода заключается в том, что
несколько триплетов кодируют одну аминокислоту, и замена одной пары
нуклеотидов в кодоне на другую не может привести к замене
аминокислоты.

3. Триплетность к факторам антимутагенеза можно отнести
триплетность генетического кода, которая допускает минимальное число
замен внутри триплета, ведущих к искажению информации. Так, 64% замен
третьего нуклеотида в триплетах не даёт изменения их смыслового
значения.

4. Парность хромосом Фактором защиты служит также парность
хромосом. Парность аллелей генов препятствует фенотипическому
проявлению мутаций, если они имеют рецессивный характер.

Лексико-грамматические задания:

Источник

Мутагены

Мутагены (от мутация и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.

Содержание

Классификация

Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:

Физические мутагены

Химические мутагены

Биологические мутагены

Примечания

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Мутагены» в других словарях:

МУТАГЕНЫ — (от мутация и. ген), физические и химические факторы, вызывающие наследственные изменения мутации. Мутагенным действием обладают ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, различные природные (колхицин) и получаемые искусственно (азотистая… … Современная энциклопедия

МУТАГЕНЫ — (от мутации и греч. genes рождающий, рождённый), физич. и химич. факторы, воздействие к рых на живые организмы приводит к появлению мутаций с частотой, превышающей уровень спонтанных мутаций. К физич. М. относятся все виды ионизирующих излучений… … Биологический энциклопедический словарь

мутагены — хим. вещества (этилендиамин, колхицин и др.), физ. (рентгеновские и гамма–лучи, нейтроны, ультрафиолетовое излучение) и биол. (напр., старение) факторы, способные увеличивать частоту мутаций в 10– 100 000 раз. М. нередко являются канцерогенами.… … Словарь микробиологии

МУТАГЕНЫ — [от мутации и. ген (ы)], физические и химические факторы, воздействие которых на живые организмы вызывает появление мутаций. В результате антропогенного загрязнения окружающей среды накапливается огромное количество мутагенов. К мутагенам… … Экологический словарь

мутагены — – химические и физико химические факторы, вызывающие мутации … Краткий словарь биохимических терминов

мутагены — ов; мн. (ед. мутаген, а; м.). [от лат. mutatio изменение, перемена и греч. genēs рождающий, рождённый] Спец. Физические и химические факторы, вызывающие мутации (1 зн.). Изучение мутагенов. ◁ Мутагенный, ая, ое. М ые соединения, вещества. М ая… … Энциклопедический словарь

мутагены — (см. ген(езис)) факторы, вызывающие мутации ; различают физ. мутагены (рентгеновские и гамма лучи, нейтроны, протоны, температура, центрифугирование н др.), хим. (этиленимин, колхицин и др.) и биологические (напр., старение). Новый словарь… … Словарь иностранных слов русского языка

Мутагены — физические и химические факторы, вызывающие стойкие наследственные изменения Мутации. К физическим М. относятся все виды ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) (гамма и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др.) и… … Большая советская энциклопедия

Источник

МУТАГЕНЫ

МУТАГЕНЫ (лат. muta[re] изменять, менять + греч, gennao рождать, производить) — физические, химические и биологические факторы, способные вызвать наследственные, не связанные с явлением рекомбинации, изменения, т. е. мутации. Действие М. универсально для всех живых организмов. Биол, эффекты М. подразделяются на эффекты в соматических клетках, приводящие к возникновению синдромов поражения органов и тканей, и эффекты в зародышевых клетках, в результате чего возникают несущие мутацию гаметы. Следует отметить, что большое количество М. обладает канцерогенной активностью.

Эффективность мутагена зависит от его дозы и особенностей организма. Она количественно определяется путем сравнения с естественной частотой мутаций.

К физическим М. относят все виды ионизирующих излучений, УФ-из-лучение, температуру и др. Первое доказательство того, что физические факторы окружающей среды могут вызывать мутации, было получено в СССР в 1925 г. Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, к-рые показали влияние рентгеновского излучения на наследственную изменчивость у дрожжей. В 1927—1928 гг. Меллер (Н. J. Muller) на дрозофиле (см.) и Стадлер (L. J. Stadler) на кукурузе и других высших растениях доказали, что проникающая радиация в сотни раз увеличивает частоту возникновения мутаций. Эффект различных ионизирующих излучений принципиально одинаков. Образование ионов в облучаемой ткани является началом сложной цепи физ.-хим. процессов, приводящих к перестройке молекул, нарушению хода биохим, реакций и, в конечном счете,— к возникновению генных мутаций и структурных перестроек хромосом (см. Мутация). Эффект ионизирующего облучения зависит от фазы клеточного деления и интенсивности облучения.

УФ-излучение обладает значительно меньшей энергией, чем ионизирующее, и не способно вызывать ионизацию. Поэтому УФ-лучи легко поглощаются поверхностными тканями организмов и плохо проникают в глубоко лежащие ткани. Лишь у одноклеточных они легко достигают ядра клетки. Частота мутаций, вызываемых УФ-излучением, зависит от дозы, но только до определенного уровня, выше к-рого остается постоянной или даже снижается. Наибольшей мутагенной активностью обладают УФ-лучи с длиной волны 250—280 нм, т. е. в диапазоне волн, поглощаемых нуклеиновыми к-тами. Часть УФ-спектра способна вызывать эффект фотореактивации, состоящий в подавлении мутагенной эффективности активной его части или даже ионизирующих видов излучения. Мутагенное действие УФ-излучения при длине волны 250— 280 нм заключается в димеризации соседних тиминовых оснований или гидратации урацила и цитозина.

Помимо этих нарушений, УФ-лучи могут вызывать разрыв водородных связей между комплементарными нитями ДНК, появление внутри-и межмолекулярных сшивок в ДНК или между ДНК и белком. Увеличение частоты мутаций наблюдали и при УФ-облучении культуральной среды микроорганизмов, причем такая среда сохраняла свое мутагенное действие на протяжении нескольких часов после облучения. Это явление объясняют образованием свободных радикалов, активных соединений типа перекиси водорода и органических перекисей.

Способность хим. соединений вызывать генетические повреждения была установлена в 1942 г., когда И. А. Раппопорт в СССР и Ауэрбах (С. Auerbach) в Великобритании представили доказательства высокой мутагенной активности формалина, этиленимина и иприта, после чего мутагенная активность была обнаружена у многих хим. соединений. Высокой мутагенной активностью обладают нитросоединения: нитраты, нитриты, нитрозоамины. Мутагенная активность азотистой к-ты (HN02) обусловлена гл. обр. вызываемым ею дезаминированием аденина (А), гуанина (Г) и цитозина (Ц), что в конечном счете приводит к замене в молекуле ДНК одной комплементарной пары азотистых оснований на другую (Г — Ц^А — Т). Помимо этого, азотистая к-та способна вызывать аномальные сшивки в молекуле ДНК. В свою очередь, нитриты, вступая во взаимодействие со вторичными аминами, образуют высокотоксичные нитрозоамины. За высокую мутагенную активность многие нит-розосоединения — ]Ч-метил-]\т1-нитро-N-нитрозогуанидин, иприт, N-нитро-зо-1Ч-(метил)этил-мочевина, N-нит-розометилуретан, метилазооксимета-нол, диэтилнитрозоамин, нитрозоме-тилоксиамид, диэтилоксибутан, уретан — называют супермутагенами.

Высокой мутагенной активностью обладают соединения, способные переносить на молекулу ДНК алкильные группировки (метиловые, этиловые, пропиловые). Однако обладая высокой реакционной способностью, эти соединения легко реагируют с внеклеточными компонентами, и поэтому внутрь клетки попадает небольшое их количество по сравнению с содержанием этих алкилирующих агентов во внеклеточной среде. По числу активных группировок алкилирующие соединения делят на монофункциональные (этил-метансульфонат, диметилсульфат, этиленимин и др.), бифункциональные (азотистые и серные иприты) и полифункциональные (дихлорди-этил, метилдихлордиэтиламин).

В молекуле ДНК, кроме азотистых оснований, могут также алкилиро-ваться фосфатные группы рибонуклеотидов, вызывая тем самым разрывы хромосом и их структурные перестройки. По характеру генетического эффекта алкилирующие соединения относят к радиомиметикам, т. е. к соединениям, чей мутагенный эффект напоминает мутагенный эффект ионизирующего излучения.

Мутагенная активность перекисей определяется концентрацией в среде свободных радикалов: —OH, —H, — HO₂. Мутагенный эффект перекисей может быть усилен действием облучения светом видимой части спектра, УФ-облучением, кислородом, что способствует появлению в водной среде свободных радикалов. Фермент каталаза (КФ 1.11.1.6) снижает мутагенную активность перекисей, проявляя тем самым антимутаген-ные свойства. Однако природа мутагенной активности многих хим. соединений еще не установлена.

К М. относятся различные производные пуриновых и пиримидиновых оснований — бромурацил, ами-нопурин, аминоптерин, производные фолиевой к-ты. Ошибочно включенные в полинуклеотидную цепь аналоги азотистого основания в силу своей способности образовывать комплементарные пары, могут в конечном счете привести к искажению последовательности нуклеотидов в кодирующем триплете и тем самым к искажению смысла кодона (см. Генетический код).

Мутагенная активность биол, факторов наименее изучена, хотя факты мутагенности вирусов известны давно. Способностью вызывать разрывы хромосом обладают вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемическо-кого паротита и др. Нек-рые вирусы вызывают мутации за счет подавления активности системы репарации (см.). В связи с мутагенной активностью вирусов проблема вакцинации стала рассматриваться шире, чем раньше. Мутагенной активностью могут обладать различные токсины биол, природы, а также различные метаболиты (напр., перекиси, свободные радикалы и др.), к-рые называют аутомутагенами. Значительно модифицировать частоту возникновения мутаций у человека могут паразитирующие организмы.

Особую актуальность приобретает проблема загрязнения окружающей среды различными хим. соединениями, и в первую очередь мутагенами (см. Охрана окружающей среды). В сельском хозяйстве широкое применение нашли гербициды (см.), пестициды (см.) и дефолианты (см.), нек-рые из к-рых обладают высокой мутагенной активностью. Многие из этих соединений чрезвычайно устойчивы к хим. и биол, превращениям, в результате чего М. в окружающей среде будут циркулировать даже в том случае, если производство и применение этих соединений будет прекращено.

Источниками азотсодержащих М. могут быть минеральные и органические удобрения, бытовые сточные воды, промышленные отходы. В нек-рых продуктах питания оказывается избыточное количество нитратов, к-рые под воздействием бактерий превращаются в нитриты. В кислой среде желудка из нитритов легко образуются нитрозоамины, обладающие как сказано выше, мутагенным эффектом.

Нек-рые способы консервирования и стерилизации пищевых продуктов приводят к увеличению контакта человека с такими М., как формалин, пропилен, гликоголь, гекса-метилентетрамин, нитраты натрия и калия, эпоксидные смолы и хи-ноны, пероксиды, гидроксиалк ил-пероксиды и др.

Нет сомнения в том, что обычные лекарственные средства — производные тиазинового ряда, нек-рые сульфаниламиды, нейрофураны и др., особенно применяемые в больших дозах, обладают мутагенной активностью. Из антибиотиков наиболее сильными М. являются азасерин и биомицин. К сильным М. относятся алкалоиды, получаемые из таких высших растений, как Senecio, Crotalaria, Heliotropium и др. М. оказались многие дезинфицирующие средства — дихлорэтан, окись этилена, фенол, хлорамин Б, мертиолат и др.

Ежегодно в почву, воду и атмосферный воздух, в основном с отходами дерево перерабатывающей и бумажной промышленности, поступает много металлической ртути, к-рая под воздействием микроорганизмов превращается в обладающие мутагенной активностью метил- и диметил-ртуть. Мутагенным эффектом обладают такие отходы производства, как хлордибензофуран, триметил-фосфат, гексахлорбутадиол. М. являются также триэтиленмеланин, используемый в производстве резины, смол, целлофана; эпоксидные смолы и акролеин, используемые в производстве пластификаторов и растворителей; ацетальдегид — в производстве к-т и консервантов; гидразин и его производные — в производстве консервантов, фотохимикатов и т.д.; этиленимины и перекись водорода— в производстве высокореактивного хим. сырья и т. д. С выхлопными газами автомашин в окружающую среду поступают такие М., как свинец, окислы азота, ароматические углеводороды, триметилфосфат, к-рый добавляют в бензин. Следует отметить, что немутагенные сами по себе промышленные отходы могут вступать во взаимодействие с другими М., такими как соли тяжелых металлов, образуя мутагенные комплексы и смеси в высоких концентрациях.

В тех средних концентрациях, в к-рых ныне находятся в окружающей среде гербициды и пестициды, а в продуктах питания — пищевые добавки (см.) и др., они не оказывают прямого отрицательного действия на экспериментальных животных и человека. Однако, вступая в различного рода взаимодействия с другими соединениями, они могут формировать активные мутагенные комплексы.

Промышленные отходы, попав в биосферу, становятся элементами, к-рые определяют уровень естественного мутагенеза (см.). Учитывая изменения в биосфере, происходящие под влиянием технического прогресса, для всех организмов, кроме естественных и экспериментальных мутаций, следует выделить еще один тип — условно-естественные мутации, вызываемые измененной средой, созданной деятельностью человека.

Библиография: Дубинин Н. П. и Пашин Ю. В. Мутагенез и окружающая среда, М., 1978, библиогр.

Н. Д. Дубинин, В. А. Гуменюк.

Источник