Мутагены, биология – что это такое?

Любому школьнику знакомо такое слово, как мутаген. Это изучается еще в курсе биологии средней школы. Но при этом не все взрослые люди смогут легко ответить, что же означает это слово, не говоря уж о наличии общего представления о том, как мутагены могут воздействовать на различные живые организмы. Поэтому будет полезно рассказать о них поподробнее, устраняя данный пробел в знаниях.

Что такое мутаген

В первую очередь следует отметить, что мутагеном называют любой фактор, способный вызвать какие-то наследственные изменения, которые на древнегреческом языке называют мутацией. Впервые удалось установить влияние мутагенов на живые организмы еще в 1925 году. Тогда советский ученый Георгий Надсон проводил эксперименты по облучению радием дрожжей, получая видоизмененное новое поколение.

Мутагены, Биология - что это такое?

Спустя два года, в 1927 году, американский ученый Меллер повторил этот эксперимент, используя рентгеновское излучение и мушек дрозофил, активно используемых генетиками.

Виды мутагенов

Теперь, когда вы знаете, что это – мутаген, можно немного углубиться в тему. Как уже отмечалось, к мутагенам можно отнести любые факторы, приводящие к мутации. Теперь стоит разделить их на две категории – эндогенные и экзогенные.

Первые вырабатываются в организме любого живого существа на протяжении всей эволюции. Эндогенные (внутренние) мутагены могут активизироваться в случае, если условия окружающей среды, к которому организм привык за тысячи и миллионы лет, внезапно резко изменились. В остальное же время они дремлют, никак не проявляясь.

Более интересными являются внешние, или экзогенные мутагены. Они гораздо более многочисленные и могут привести к возникновению мутаций в любой момент. Поэтому они представляют наибольшую опасность для любых живых организмов, включая людей.

Неслучайно работают целые научные институты, главной целью которых является выявление мутагенов в различных продуктах питания.

Любой продукт, прежде чем попасть на полки магазинов, в обязательном порядке проходит через сложную систему тестов и проверок.

Откуда они берутся

Все мутагены, поступающие в организм живого существа извне, называют экзогенными. И источники мутагенов в среде довольно разнообразны. Поэтому их принято делить на три категории: физические, химические и биологические. Они довольно разнообразны, так что стоит рассказать о каждой из этих групп более подробно.

В первую очередь рассмотрим физические мутагены. Это любое воздействие окружающего мира на живой организм. Сюда можно отнести радиацию, ультрафиолет, поступающий от солнца, а также резкое повышение и понижение температуры. Любое излучение может стать причиной мутации само по себе, приводят к появлению больного (мутировавшего) и чаще всего нежизнеспособного потомства.

Но в то же время излучение, как и перепады температуры, может повысить скорость положительной реакции, хотя это и случается значительно реже. К примеру, лабораторные мыши, живущие при крайне низкой температуре, приносят потомство с более густым подшерстком, быстро накапливающее жировые отложения.

Причем эти особенности сохраняются даже после того, как температура вернулась к исходной.

Мутагены, Биология - что это такое?

Следующий вид мутагенов – химический. Данная группа является наиболее распространенной и, пожалуй, опасной. Дело в том, что в последние десятилетия немалая часть продуктов, употребляемых людьми, содержит химические мутагены.

В первую очередь сюда можно отнести многие алколоиды (колхицин, винкамин и прочие). Некоторые лекарственные препараты содержат их, хотя, с официальной точки зрения, их количество слишком мало, чтобы нанести вред человеку.

Также в число химических мутагенов входят некоторые химические удобрения и яды, используемые в сельском хозяйстве, пищевые добавки, органические растворители, химикаты, получаемые из нефти.

Увы, они окружают современного человека, и вырваться из подобной ловушки довольно сложно.

Но встречаются мутагены и в окружающей среде – некоторые растения содержат их в большом количестве, что делает их употребление в пищу крайне опасным.

Мутагены, Биология - что это такое?

Наконец, третья группа мутагенов — это биологические. В их число входят различные вирусы (грипп, краснуха, корь) и продукты, возникающие при неправильном обмене веществ в организме человека и любого другого сложного существа.

Опасность мутагенов

Вполне понятно, что любое упоминание о мутагенах, вызывающих мутацию, ассоциируется у большинства людей с чем-то плохим. Нет, самому организму они вреда практически не наносят (только если идут в комплексе с какими-то ядами, как это часто бывает на сегодняшний день).

Мутагены, Биология - что это такое?

Главный же удар приходится по последующим поколениям. Как уже говорилось выше, подавляющее большинство мутаций являются негативными, а их носители чаще всего – нежизнеспособными. Поэтому в основном мутагены являются настоящим злом.

Когда мутагены идут на пользу

Но говоря о вреде мутагенов, стоит подчеркнуть, что именно благодаря мутациям возможна эволюция. Из простейшей амебы развились сложные существа, а из обезьяны, согласно известной теории, — человек. Взгляните на окружающий вас удивительный мир.

Каждое последующее поколение животных, птиц, рыб и растений приспосабливалось, старалось получить какие-то преимущества.

Все это стало возможным благодаря миллионам накопленных мутаций: острые зубы, защитная окраска, ночное зрение и многое другое, позволяющее живым организмам выживать в агрессивной среде.

Мутагены, Биология - что это такое?

Поэтому стоит признать, что мутагены сыграли огромную положительную роль в создании современного мира.

Заключение

На этом заканчиваем нашу статью. Теперь вы стали немного лучше разбираться в мутагенах, их разновидностях, а также веществах, содержащих их. А значит, стали более интересным собеседником, расширив сферу интересов.

Что это — мутагены, в чем они содержатся и как влияют на жизнь человека на News4Auto.ru.

Наша жизнь состоит из будничных мелочей, которые так или иначе влияют на наше самочувствие, настроение и продуктивность. Не выспался — болит голова; выпил кофе, чтобы поправить ситуацию и взбодриться — стал раздражительным. Предусмотреть всё очень хочется, но никак не получается.

Да ещё и вокруг все, как заведённые, дают советы: глютен в хлебе — не подходи, убьёт; шоколадка в кармане — прямой путь к выпадению зубов.

Мы собираем самые популярные вопросов о здоровье, питании, заболеваниях и даем на них ответы, которые позволят чуть лучше понимать, что полезно для здоровья.

Мутагенные агенты, как они действуют, типы и примеры / биология

мутагенные агенты, также называемые мутагены, представляют собой молекулы различной природы, которые вызывают изменения в основаниях, которые являются частью цепей ДНК. Таким образом, присутствие этих агентов усиливает скорость мутации в генетическом материале. Они классифицируются как физические, химические и биологические мутагены..

Мутагенез является повсеместным явлением в биологических объектах и ​​не обязательно приводит к негативным изменениям. Фактически, это источник вариаций, который позволяет эволюционным изменениям.

Мутагены, Биология - что это такое?

индекс

  • 1 Что такое мутация?
    • 1.1 Всегда ли мутации летальны??
    • 1.2 Как возникают мутации?
  • 2 типа мутагенных агентов
    • 2.1 Химические мутагены
    • 2.2 Физические мутагены
    • 2.3 Биологические мутагены
  • 3 Как они работают ?: типы мутаций, вызванных мутагенными агентами
    • 3.1 Таутомеризация оснований
    • 3.2 Включение аналогичных баз
    • 3.3 Прямое действие на базах
    • 3.4 Добавление или удаление баз
  • 4 Ссылки

Что такое мутация?

Прежде чем войти в тему мутагенов, необходимо объяснить, что такое мутация. В генетике мутация – это постоянное и наследуемое изменение последовательности нуклеотидов в молекуле генетического материала: ДНК.

Вся информация, необходимая для развития и контроля организма, находится в его генах, которые физически расположены в хромосомах. Хромосомы состоят из длинной молекулы ДНК.

Как правило, мутации влияют на функцию гена, и он может потерять или изменить свою функцию..

Поскольку изменение последовательности ДНК затрагивает все копии белков, определенные мутации могут быть чрезвычайно токсичными для клетки или организма в целом.

Мутации могут возникать в разных масштабах у организмов. Точечные мутации влияют на одно основание в ДНК, тогда как мутации более крупного масштаба могут затрагивать целые области хромосомы..

Всегда ли мутации смертельны??

Неправильно думать, что мутация всегда приводит к возникновению заболеваний или патологических состояний организма, который ее переносит. На самом деле, есть мутации, которые не изменяют последовательность белков. Если читатель хочет лучше понять причину этого факта, он может прочитать о вырожденности генетического кода.

На самом деле, в свете биологической эволюции, состояние непременное условие для того, чтобы произошли изменения в популяции, существует наличие вариаций. Эта вариация возникает из-за двух основных механизмов: мутации и рекомбинации.

Таким образом, в контексте дарвиновской эволюции необходимо, чтобы в популяции были варианты, и чтобы эти варианты ассоциировались с большей биологической адаптацией..

Читайте также:  Класс многощетинковые черви. происхождение и значение кольчатых червей - биология

Как возникают мутации?

Мутации могут возникать спонтанно или могут быть вызваны. Собственная химическая нестабильность азотистых оснований может быть преобразована в мутации, но с очень низкой частотой.

Частой причиной спонтанных точечных мутаций является дезаминирование цитозина до урацила в двойной спирали ДНК. Процесс репликации этой цепи приводит к дочернему мутанту, где исходная пара GC была заменена на пару AT..

Хотя репликация ДНК – это событие, которое происходит с удивительной точностью, оно не является совершенным во всей полноте. Ошибки в репликации ДНК также приводят к появлению спонтанных мутаций.

Кроме того, естественное воздействие на организм определенных факторов окружающей среды приводит к появлению мутаций. Среди этих факторов мы имеем ультрафиолетовое излучение, ионизирующее излучение, различные химические вещества, среди других.

Эти факторы являются мутагенными. Далее мы опишем классификацию этих агентов, как они действуют и их последствия в клетке.

Типы мутагенных агентов

Агенты, которые вызывают мутации в генетическом материале, очень разнообразны по своей природе. Сначала мы рассмотрим классификацию мутагенов и приведем примеры каждого типа, а затем объясним различные способы, которыми мутагены могут вызывать изменения в молекуле ДНК..

Химические мутагены

Мутагены химической природы включают следующие классы химических веществ: акридины, нитрозамины, эпоксиды и другие. Существует подклассификация этих агентов в:

Аналогичные основы

Молекулы, которые имеют структурное сходство с азотистыми основаниями, обладают способностью вызывать мутации; l 5-бромурацил и 2-аминопурин являются наиболее распространенными.

Агенты, которые реагируют с генетическим материалом

Азотистая кислота, гидроксиламин и ряд алкилирующих агентов реагируют непосредственно в основаниях, которые составляют ДНК, и могут переходить из пурина в пиримидин и наоборот.

Интерстициальные агенты

Существует целый ряд молекул, таких как акридины, бромид этидия (широко используемые в лабораториях молекулярной биологии) и профлавин, которые имеют плоскую молекулярную структуру и способны проникать в цепь ДНК..

Окислительные реакции

Нормальный метаболизм клетки имеет в качестве вторичного продукта ряд активных форм кислорода, которые повреждают клеточные структуры, а также генетический материал..

Физические мутагены

Второй тип мутагенных агентов – физические. В этой категории мы находим различные типы излучения, которые влияют на ДНК.

Биологические мутагены

Наконец, у нас есть биологические мутанты. Это организмы, которые могут вызывать мутации (в том числе аномалии на уровне хромосом) в вирусах и других микроорганизмах.

Как они действуют? Виды мутаций, вызванных мутагенными агентами.

Наличие мутагенных агентов вызывает изменения в основаниях ДНК. Если результат включает в себя замену пиримидинового или пиримидинового основания на одно и то же химическое строение, мы говорим о переходе.

Напротив, если изменение происходит между основаниями разных типов (пурином пиримидином или иным образом), мы называем процесс трансверсией. Переходы могут произойти из-за следующих событий:

Таутомеризация оснований

В химии термин изомер используется для описания свойства молекул с одинаковой молекулярной формулой представления различных химических структур. Таутомеры – это изомеры, которые отличаются только от своей пары положением функциональной группы, и между двумя формами существует химическое равновесие..

Тип таутомерии кето-енол, где происходит миграция водорода и чередуется между обеими формами. Есть также изменения между имино-амино-формой. Благодаря своему химическому составу основы ДНК испытывают это явление.

Например, аденин обычно находится в виде аминокислоты и пары – обычно – с тимином. Тем не менее, когда он обнаружен в их иноизомере (очень редко), он соединяется с неправильным основанием: цитозином.

Включение аналогичных баз

Включение молекул, которые напоминают основания, может помешать модели спаривания оснований. Например, включение 5-бромурацила (вместо тимина) ведет себя как цитозин и приводит к замене пары AT на пару CG.

Прямое действие на базах

Прямое действие определенных мутагенов может напрямую влиять на основания ДНК. Например, азотистая кислота превращает аденин в аналогичную молекулу, гипоксантин, посредством реакции окислительного дезаминирования. Эта новая молекула соединяется с цитозином (а не с тимином, как это обычно бывает с аденином).

Изменение также может происходить в цитозине, и в результате дезаминирования получается урацил. Замена одного основания в ДНК имеет прямые последствия для процессов транскрипции и трансляции пептидной последовательности.

Стоп-кодон может появиться заранее, и трансляция останавливается преждевременно, влияя на белок.

Добавление или удаление баз

Некоторые мутагены, такие как интеркалирующие агенты (в частности, акридин) и ультрафиолетовое излучение, способны модифицировать нуклеотидную цепь.

Интеркалирующими агентами

Как уже упоминалось, интеркалирующие агенты представляют собой плоские молекулы и обладают способностью переслоенный (отсюда и название) между основаниями нити, искажая его.

Во время репликации эта деформация в молекуле приводит к делеции (т.е. потере) или вставке оснований. Когда ДНК теряет базы или добавляются новые, это влияет на открытую рамку считывания..

Напомним, что генетический код включает считывание трех нуклеотидов, кодирующих аминокислоту. Если мы добавим или удалим нуклеотиды (в количестве, которое не равно 3), все считывания ДНК будут затронуты, и белок будет совершенно другим.

Эти типы мутаций называются сдвиг кадра или изменения в составе триплетов.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение является мутагенным агентом и является обычным неионизирующим компонентом обычного солнечного света. Однако компонент с самой высокой мутагенной скоростью захватывается озоновым слоем земной атмосферы..

Молекула ДНК поглощает излучение, и происходит образование димеров пиримидина. То есть пиримидиновые основания связаны ковалентными связями.

Смежные тимины в цепи ДНК могут соединяться, образуя димеры тимина. Эти структуры также влияют на процесс репликации.

В некоторых организмах, таких как бактерии, эти димеры могут быть восстановлены благодаря присутствию репаративного фермента, называемого фотолиазой. Этот фермент использует видимый свет для преобразования димеров в две отдельные основы.

Однако эксцизионная репарация нуклеотидов не ограничивается ошибками, вызванными светом. Механизм ремонта обширен и может восстанавливать повреждения, вызванные различными факторами..

Когда люди подвергают нас чрезмерному воздействию солнца, наши клетки получают чрезмерное количество ультрафиолетового излучения. Следствием этого является образование димеров тимина, которые могут вызвать рак кожи..

ссылки

  1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А.Д., Льюис Дж., Рафф М., … и Уолтер П. (2015). Основная клеточная биология. Гирлянда Наука.
  2. Купер Дж. М. и Хаусман Р. Э. (2000). Клетка: Молекулярный подход. Sinauer Associates.
  3. Curtis, H. & Barnes, N.S. (1994). Приглашение к биологии. Macmillan.
  4. Карп Г. (2009). Клеточная и молекулярная биология: концепции и эксперименты. Джон Вили и сыновья.
  5. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., … & Matsudaira, P. (2008). Молекулярно-клеточная биология. Macmillan.
  6. Singer B. & Kusmierek, J. T. (1982). Химический мутагенез. Ежегодный обзор биохимии, 51(1), 655-691.
  7. Voet, D. & Voet, J. G. (2006). биохимия. Ed. Panamericana Medical.

Что такое мутагены, как они изменяют ДНК, чем опасны и вредны

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.

Доказано: от окисления и активных радикалов спасают антиоксиданты. Это вещества, которые содержатся в свежих ягодах и фруктах, зеленом чае, орехах и красном вине.

Они переводят радикалы в неактивную форму. Иными словами, антиоксиданты — это такие альтруисты. Они выходят на улицу, видят, как хулиганы разрушают стены, и принимают удар на себя. Антиоксиданты обладают множеством чудесных свойств, одно из которых — защита от старения. Согласно некоторым гипотезам, старение ассоциировано с выделением АФК.

Отдельно выделяется легион — витамин Е — собирательное название для нескольких жирорастворимых веществ, обладающих антиоксидантной активностью. При поступлении в пищеварительную систему ингредиенты витамина Е проходят отбор в печени, и уже в круг обмена веществ вступает в основном альфа-токоферол.

Читайте также:  Класс нематоды - что это такое?

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

Враг № 3: афлатоксины. Название принадлежит группе ядов-канцерогенов, вырабатываемых некоторыми видами плесени.

Афлатоксины — это ответ на детский вопрос: «Почему нельзя есть землю и опавшие листья?», на взрослый вопрос: «Почему у чая есть срок годности?» и на старческий вопрос: «Почему нельзя есть заплесневевшую крупу?» Когда условия хранения не соблюдаются, на продукте, как на питательной среде, растут плесневые грибы рода Aspergillus. Опасность может подстерегать в крупах, специях, орехах, чае, молоке, яйцах, мясе, сухофруктах, хлебе и промышленных соках. Плесень может вырасти в результате неправильного или длительного хранения, а ароматизирующая добавка заглушит неприятный запах. Если доза афлатоксинов не смертельная, но регулярная, это может послужить причиной для развития цирроза и рака печени. Особую опасность продукты с афлатоксинами представляют для будущих матерей: помимо общего отравления, афлатоксины могут нарушить эмбриогенез.

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.

Мутаген – это… Что такое Мутаген?

  • мутаген — мутаген …   Орфографический словарь-справочник
  • МУТАГЕН — любой агент или фактор, вызывающий мутацию. Экологический словарь, 2001 Мутаген любой агент или фактор, вызывающий мутацию. EdwART. Словарь экологическ …   Экологический словарь
  • мутаген — этиленимин, фактор Словарь русских синонимов. мутаген сущ., кол во синонимов: 2 • фактор (29) • …   Словарь синонимов
  • МУТАГЕН — МУТАГЕН, а, муж. (спец.). Общее название физических, химических, биологических факторов, способных стимулировать мутацию (в 1 знач.). | прил. мутагенный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова
  • Мутаген — вещество, способное вызвать генетические изменения в живых организмах… Источник: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ САНИТАРНЫХ ПРАВИЛ И НОРМ САНПИН 2.1.4.559 96 ПИТЬЕВАЯ ВОДА. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ… …   Официальная терминология
  • МУТАГЕН — Любой агент или фактор, вызывающий мутацию Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов
  • мутаген — mutagen мутаген. Физический (гамма и Рентгеновские лучи, элементарные частицы, температура и др.) или химический (многочисленные органические и неорганические соединения, включая некоторые чужеродные для данного объекта биополимеры) фактор,… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
  • мутаген — rus мутаген (м), мутагенное вещество (с) eng mutagen, mutagenic substance fra mutagène (m), substance (f) mutagène deu mutagener Stoff (m) spa sustancia (f) mutagénica, sustancia (f) mutágena, mutágeno (m) …   Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
  • мутаген — ПАТОЛОГИЯ ЭМБРИОГЕНЕЗА МУТАГЕН, МУТАГЕННЫЙ ФАКТОР – фактор физической (рентгеновские и гамма лучи), химической (антибиотики, кислоты), или биологической природы (вирусы), воздействие которого на организм приводит к возникновению мутаций …   Общая эмбриология: Терминологический словарь
  • мутаген — mutagenas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiaga ar poveikis, sukeliantys gyvų organizmų genetinius pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. мутаген …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
  • мутаген — mutagenas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Veiksnys, sukeliantis genetinius organizmo pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. мутаген; мутагенный фактор …   Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Лекарственные препараты как мутагены

Лекарственные препараты как мутагены

Ширина Д.М.

Лекарственные препараты как мутагены

Лекарственные препараты как мутагены

Ширина Д.М.

Лекарственные препараты как мутагены

Ширина Д.М.

Научный руководитель: к.б.н., доцент Андронова Т.А.

ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава РФ

Медицинский лицей

Мутагены — это факторы, вызывающие изменения в наследственном материале.

 Важным проявлением побочного действия лекарственных средств  является их мутагенность. Мутагенные свойства обнаружены у ряда лекарственных веществ (цитостатиков, андрогенов,эстрогенов и др.).

Непрерывно пополняющийся арсенал лекарственных средств проходит биологическую проверку, в которую включены методы мутагенной проверки. Наиболее выраженным мутагенным действием обладают цитостатики и антиметаболиты, используемые для лечения злокачественных новообразований и как иммунодепрессанты.

Наибольшую группу цитостатиков с мутагенным действием составляют препараты алкилирующего действия (производные этиленимина, нитрозомочевины). Они повреждают ДНК в процессе репликации.

Цитостатические препараты (винбластин, винкристин), действующие как ингибиторы веретена митотического деления, вызывают анеуплоидию и полиплоидию, вызывают зависимое от дозы повышение частоты хромосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов в лимфоцитах человека.

Некоторые из препаратов (тиофосфамид) оказывают прямое мутагенное действие, для других (циклофосфамид) требуется метаболическая активация. Противоопухолевые антибиотики индуцируют хромосомные аберрации в клетках человека в зависимости от дозы.

В группу лекарственных веществ, вызывающих в культуре клеток человека хромосомные аберрации можно отнести некоторые противосудорожные, психотропные, гормональные препараты, противовоспалительные средства.  Иногда тщательная проверка снимает «мутагенное клеймо» с препарата, как это произошло с изониазидом и диэтиламидом лизергиновой кислоты. 

Существует группа препаратов, обладающих слабым мутагенным эффектом (некоторые метилксантины, психотропные средства, хлоралгидрат и др.), несмотря на их слабое мутагенное действие, из-за их широкого применения необходимо вести тщательные наблюдения за генетическими эффектами этих соединений. Это касается не только больных, но и медицинского персонала, использующего препараты. 

Что такое мутагены, и как они влияют на организм?

Ежедневно человеческий организм подвергается воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Многие из них так или иначе сказываются на состоянии здоровья и, что очень важно, влияют на будущее поколение. Одним из самых пагубных факторов является мутаген. Что такое мутаген? И какое влияние он оказывает на человека или иной организм? Давайте рассмотрим это.

Определение

  • Это понятие довольно часто находится на слуху у современного человека, но мало кто знает, что такое мутаген.
  • Так называют некоторую совокупность факторов, которая оказывает серьезное влияние на организм и влечет за собой определенные мутации, иными словами — наследственные изменения.
  • Впервые мутации были получены во время экспериментальной работы, в процессе которой на дрожжи воздействовали изучением такого радиоактивного элемента, как радий.

Мутагены — это определенный набор факторов, который воздействует на организм, внося изменения в структуру генетического аппарата. Эти изменения могут наблюдаться на разных уровнях: от генных до хромосомных.

Учитывая то, что мутагены — это множество факторов, их можно подразделить на:

  • Физические.
  • Биологические.
  • Химические.

Физические

Что такое мутагены физического характера? Это определенные факторы, которые включают в себя воздействия различного рода излучений. Последние могут быть как электромагнитными, так и ионизирующими.

Читайте также:  История изучения клетки

В природе существуют свои собственные фоны излучений, которые, не превышая определенный уровень, не приносят вреда организму. Однако, если порог подобного процесса в окружающей среде поднимется, это может привести к мутациям. Кроме того, сильное радиоактивное излучение провоцирует лучевую болезнь и даже летальный исход.

Также к физическим факторам можно отнести температурный режим, а точнее, его резкие перепады, аномально высокие или низкие показатели.

Химические

Химические факторы, среди прочих, наиболее распространены в окружающей среде. Источниками мутагенов такого характера могут служить:

  • Продукты нефтяной переработки.
  • Некоторые из лекарственных препаратов.
  • Многие химические пищевые добавки.
  • Некоторые представители пестицидной группы.
  • Растворители органического происхождения.
  • Кислоты и щелочи.

Также к химическим факторам можно отнести определенную группу вирусов, нуклеиновые кислоты которых оказывают мутагенное воздействие.

Пагубное влияние многих соединений было обнаружено сравнительно недавно, менее ста лет назад. За этот период было открыто огромное количество веществ, которые окружают человека в повседневной жизни и приводят к мутационным изменениям.

Химические мутагены опасны также и тем, что одновременно с развитием мутаций они могут оказывать канцерогенное влияние, то есть провоцировать образование злокачественных и доброкачественных опухолей.

Биологические

Биологические мутагены представлены зачастую многими вирусами, проникающими в организм и влияющими на образование мутаций. К таким факторам можно отнести такие распространенные вирусы, как корь и грипп. Они могут провоцировать такое явление, как наследственная изменчивость.

К мутагенам биологического характера можно отнести продукты распада и обмена веществ и некоторые антигены, попадающие в организм.

Биологические мутагены могут быть представлены так называемыми транспозонами. Это определенные участки ДНК, способные к такому явлению, как передвижение и размножение вне генетической структуры.

Также к биологическим факторам, воздействующим на организм, можно отнести некоторых представителей растительного мира. Например, безвременник осенний.

Влияние мутагенов на организм

Огромное количество мутаций, которые человек накопил за годы эволюции естественным путем, хранятся в генотипе так называемым генетическим грузом. Многие из них были полезны и поспособствовали определенным эволюционным продвижениям. Однако вредные накопленные мутации стали причиной множества генетических и наследственных болезней.

Что такое мутаген в нашей жизни? Это наше постоянное окружение. Плохая экологическая ситуация, загрязненность воздуха химическими веществами, продукты и бытовые приспособления, содержащие в своем составе мутагены, негативно влияют на организм человека, способствуя развитию генетических аномалий в организме и, как следствие, возникновению различных дефектов у нового поколения.

Многократно увеличенное количество мутагенов формирует огромное число мутаций, которые популяция не в состоянии переработать эволюционным путем. Этот факт может поставить сообщество организмов под угрозу вымирания.

Мутагены влияют не только на появление новых особей с несколько иной структурой генетической системы, но также способствуют появлению у ныне живущих организмов склонности к различного рода серьезным заболеваниям, например, онкологии.

Источник: Navolne

Мутагенные факторы в повседневной жизни

Подавляющее число мутаций негативно сказывается на жизни человека, порой даже губительно, крайне редки случаи положительных изменений вследствие возникших нарушений на генном уровне.

Мутации известны миллионы лет, и произойти они могут в любом живом организме, таким образом, происходила эволюция и естественный отбор сильнейших представителей вида. В наше же время мутагены преследуют людей повсюду обусловлено это явление современным, технологическим процессом.

Те вещи, о создании которых мы гордимся, нередко несут серьёзную опасность для человека и его здоровья.

  • Само понятие мутаген возникло от слова мутация ещё в прошлом веке, подразумевают под собой ряд факторов способных повлечь за собой необратимые изменения. Они имеют свою классификацию, главное их различие заключается в разделении на:
  • · химические;
  • · биологические;
  • · физические.

Химическая группа мутагенов, наверное, самая объёмная. Эти факторы имеют высокую проникновенную способность, поэтому с лёгкостью попадают в клетки, химическое воздействие на нуклеиновую кислоту, реакция с ней может привести к изменению коллоидного состояния хромосом, снижению синтеза молекул ДНК и РНК и многое другое.

  1. К химическим мутагенам относят:
  2. · бензол;
  3. · алкоголь;
  4. · наркотические вещества;
  5. · фенол;
  6. · нитраты;
  7. · нитриты;
  8. · производные угля и нефти, например, бензапирен;
  9. · пестициды;
  10. · пищевые добавки;
  11. · некоторые виды лекарств;
  12. · консерванты.
  13. Из перечисленного списка можно с лёгкостью отметить практически половину мутагенов, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни, ранние овощи и фрукты, наполненные нитратами для более быстрого роста, консерванты и пищевые добавки в продуктах питания, медицинские препараты.
  14. Биологические мутагены состоят из:
  15. · вирусов;
  16. · бактерий;
  17. · гельминтов.
  18. Конечно, никто не говорит, что любой вирус или бактерия приведут к мутации, но некоторые из них способны влиять на функцию и изменять структуру нуклеиновой кислоты.
  19. Физические мутагены нарушают структуру гена, их радикалы вступают в активную химическую связь с ДНК, препятствую нормальному функционированию молекулы. К физической группе относятся различного рода излучения:
  20. · ультразвуковое;
  21. · ультрафиолетовое;
  22. · рентгеновское;
  23. · инфракрасное;
  24. · радиоактивное.
  25. Каждый из этих видов облучения имеет свою степень проникновения, самый высокий порог и максимальное поражение на живой организм оказывает радиоактивное излучение.

Медикаменты польза или вред?

Разные группы препаратов, которые использует каждый в лечении той или иной болезни, оказываются далеко не безобидными, почему всячески врачи призывают пациентов к применению их только по назначению без самодеятельности.

Каждый медикамент, перед тем как он поступит на прилавки аптек, проверяется по определённым нормам. В последние десятилетия в связи с большим ростом токсичных средств появился ещё один обязательный пункт — проверка на мутагенность.

Самый большой вред организму и ярко выраженный мутагенный эффект имеют цитостатические препараты и антиметаболы.

И те и другие применяют в лечении злокачественных образований, несмотря на то, что доказана прямая зависимость препаратов на развитие хромосомных аномалий, причиной этому остаётся несовершенная методика лечения онкологии, а других вариантов терапии современная медицина, к сожалению, предложить не может.

  • Помимо противоопухолевых средств, есть ещё ряд препаратов, которые способны привести к мутации в клетке, их эффект, конечно, не настолько выражен, но имеет место. К этим медикаментам относятся следующие группы:
  • · психотропные;
  • · смеси для наркоза;
  • · глюкокортикостероиды;
  • · противосудорожные;
  • · некоторые противовоспалительные, например, бутадион или амидопирин.
  • Пагубное влияние на организм может возникнуть только в случае применения больших, неконтролируемых доз препаратов.

Вредное производство, в чём опасность?

Производственная среда просто кладезь химических мутагенов, самая высокая их активность считается на заводах производимых тяжёлых металлов и синтетических материалов.

Химические соединения проникают внутрь организма через кожу, лёгкие и ЖКТ, поэтому не только загрязнённый воздух или специфическое рабочее место влияет на мутагенность процессов, но и соблюдения правил личной гигиены и применение защитного обмундирования.

  1. Вычислить конкретный процент воздействия различных соединений на клетки организма пока специалистам не удалось, но известно точно, что некоторые виды производств всё же повышают частоту хромосомных изменений у рабочих. К таким производствам относят:
  2. · металлургию;
  3. · нефтеперерабатывающие комбинаты;
  4. · лакокрасочные заводы;
  5. · сварочные процессы;
  6. · производство резиновых изделий;
  7. · угольные электростанции.
  8. Самыми вредными соединениями, имеющими, высокую проникающую активность считаются:
  9. · бензол;
  10. · хром;
  11. · мышьяк;
  12. · ксилол;
  13. · свинец;
  14. · ртуть;
  15. · цинк;
  16. · никель и др.

Мутагены в быту

С ростом числа онкологических заболеваний, как известно, корень причины которых необратимые изменения в нуклеиновой кислоте под воздействием разных факторов, особое внимание учёные начали уделять изучению мутагенной активности в продуктах питания и веществах, применяемых в быту.

Так же как и в промышленном производстве, выявить активность мутагенных соединений в продуктах и бытовых вещах, достаточно сложно, так как их концентрация в ежедневной жизни невелика. Но если они попадают в зародыши клеток, со временем они накапливаются и начинают проявляться в популяции, так как любой человек за всю жизнь получает определённый процент бытовых мутагенов.

  • Из часто применяемых в обиходе и питании продуктов, мутагенными свойствами обладают:
  • · пищевые красители;
  • · сахарин;
  • · консерванты (производные Е);
  • · краска для окрашивания волос;
  • · средства по уходу за домом;
  • · табачный дым (влияние варьируется от количества выкуренных сигарет);
  • · алкоголь (действие его противоречиво).

С каждым годом, окружающая нас среда всё больше наполняется мутагенной активностью, и эта проблема очень волнует генетиков. Конечно, генетически мутация необходима для продолжения эволюции, но из-за возникновения большого количества искусственных мутагенов скорость и темп подобных изменений в клетках может значительно возрасти, приведя к абсолютно не ожидаемым последствиям.

Юлия Складаная

Ссылка на основную публикацию