Факторы, вызывающие мутации – мутагены. Среди мутагенов различают:
1. Индуцированное излучение – гамма-лучи, космическое излучение, рентгеновское излучение – внешние излучатели, так как они легко проходят через ткани организма, либо бесследно, либо вызывая ионизацию на большом отрезке своего пути. Карпускулярное излучение – альфа, бета, гамма-излучение, р и n – внутренние излучатели, так как они наносят вред, находясь внутри организма.
в лабораторных условиях гамма-лучи наследуются на Со60. Мутагенный эффект обнаружен Филипповым и Надсоном при действии радиоактивного радия на клетки грибов. Позднее Меллером установлен мутагенный эффект рентгеновских излучений (опыт на дрозофиле). Действие n и гамма лучей вызывает интерес, так как их эффект подобен последствиям ядерного взрыва. Таким явлением выведены сорта пшеницы и ячменя, устойчивые к грибковым заболеваниям. Ионизированное излучение вызывает генные и хромосомные мутации. Из хромосомных мутаций известны дупликация, инверсия, делеция, то есть ионизирующее излучение приводит к фрагментированию хромосом. Ионизирующее излучение может быть прямым и косвенным (через цитоплазму). Оно приводит к образованию свободных радикалов, которые соединяются с образованием водорода, воды или химически-активной перекиси водорода, в результате чего органические кислоты могут разрушаться. Установлено, что ионизирующее излучение действует и на сперматозоиды. Сперматоциты не гибнут, а выживают, а в течение 6-ти недель наступает снижение фертильности, за которой следует бесплодие. При рентгеновском обследовании брюшной полости и таза не рекомендуется зачатие до и после облучения несколько недель. Для ионизирующего излучения характерен накопительный эффект. В природе все излучатели создают фоновое излечение. Разные организмы по-разному воспринимают облучение. Считаются наиболее уязвимыми клетками – клетки красного костного мозга, а также клетки пищеварительной системы; менее уязвимыми считаются нервные клетки, из-за слабой митотической активности.
2. УФ – ДНК поглощается УФ при λ=260 нм, но эффективная длина волны находится в области λ=250-280 нм. УФ вызывает точковые мутации с образованием тиминовых димеров. УФ действует на длинные связи, и они разрываются. УФ способствует образованию свободных радикалов. УФ не достигает половых клеток. Наиболее уязвимы к УФ вирусы, бактерии, клеточные культуры, развивающиеся на питательной среде.
3. Химические мутагены – впервые химическими мутагенами стал заниматься Сахаров в 1933 г, открыв мутагенное действие йода, а Лобанов открыл действие аммония. Сахаров и Лобанов указывали на свойства мутагенов – проникать, долгодействовать, так как они плохо удаляются из организма.
Рапопорт – изучал свойства дихлорэтана, формальдегида (изобилует в сперматозоидах), хлорметана (изобилует в яйцеклетках).
Ауэрбах – изучал действие газа иприта, он вызывает мутации, связанные с полом.
Позднее обнаружены и другие мутагены:
+ алкилирующие – супермутагены, так как вызывают большой процент мутаций и обладают концерогенными свойствами (метилмочевина).
+ аналоги азотистых оснований (2-аминопурин, кофеин, альфа-крединовые красители)
Когда появилась термическая обработка пищи, тогда и возникли мутагены.
Репарация ДНК – способность восстанавливать повреждения в ДНК. На тысячу замен приходится одна мутация, все остальные мутации будут устранены репарацией. Репарация бывает нескольких типов:
а) Фотореактивная – в 1949 г. Келнер обнаружил, что после того, как клетки грибов и бактерий пройдут облучение УФ, а затем будут вынесены на свет, то количество мутаций в них уменьшиться – это связано с тем, что под воздействием света активируется фермент фотолиаза, последний то и устраняет повреждения. Под воздействием УФ образуются синиловые димеры.
б) Эксцизионная – осуществляется с затратой большого количества энергии, обнаруженной у клеток, устойчивых к УФ. В них при помещении их в темноту димеры вырезаются под воздействием эктонуклеазы, которая делает надрезы. ДНК-pol застраивает этот фрагмент, а фермент лигаза сшивает участки.
в) Пострепликативная – ДНК-pol обнаруживает участок ТТ и не может найти ей пару, поэтому проскакивает этот участок и в цепи образуется дыра (брешь): тогда другая часть цепи выпетливается и фрагмент встраивается в дыру.
г) Ксеродермия – под действием УФ в клетках кожи обнаруживается черные пятна, переходящие в РАК.
4. Температура – является более слабым мутагеном. У холоднокровных повышается температура на 10°, увеличивая частоту мутаций в 3-5 раз. Под действием температуры у холоднокровных возникают генные мутации. С повышением температуры до верхнего предела вызываются хромосомные мутации. Повышение температуры происходит под воздействием других мутагенов.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему