Введение
Изменение экологии нашей планеты вызывает обоснованную тревогу. Среда обитания человека в широком смысле слова все больше и больше пополняется вредными факторами физической, химической и биологической природы. Несмотря на осознание опасности загрязнения окружающей среды для здоровья человека, гигиенические регламенты нередко нарушаются. Кроме того, далеко не все последствия действия новых факторов изучены. Это особенно касается генетических изменений, проявляющихся не сразу и не имеющих порога воздействия. Между тем учитывать влияние окружающей среды на наследственность человека крайне необходимо ввиду того, что мутационная изменчивость ведет к наследственной патологии.
Груз наследственных болезней и без того большой за счет его накопления в ходе эволюции. Однажды возникнув, патологические мутации длительное время сохраняются и передаются из поколения в поколение. Необходимость прогнозирования мутагенной опасности факторов внешней среды не может вызывать сомнений. Многочисленные экспериментальные исследования по выявлению мутагенного действия факторов внешней среды привели к заключению, что среда обитания человека в ходе научно-технического прогресса насыщается мутагенными факторами (физическими, химическими, биологическими). Их обнаружили в коммунальной среде, на производствах, среди пищевых продуктов и добавок, лекарств, химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве. В этом реферате будет рассмотрена тема мутагенных факторов: виды, причины возникновения, характер воздействия на человеческий организм и их распространение.
Виды мутагенных факторов
Мутагенные факторы можно классифицировать следующим образом:
|
|
1. Физические мутагены.
2. Химические мутагены.
3. Прочие мутагенные факторы.
Физические мутагены. Среди них выделяются три группы: электромагнитные ионизирующие излучения (рентгеновские лучи, γ-лучи, космические лучи), корпускулярные ионизирующие излучения (а- и β-частицы, протоны, нейтроны) и ультрафиолетовые лучи.
Проходя через клетку, ионизирующие излучения вырывают электроны из внешних оболочек атомов веществ и соединений, находящихся на их пути. Потеря электронов приводит к тому, что эти вещества и соединения становятся положительно заряженными и, как следствие, более реакционноспособными. Такие измененные вещества могут вступать во взаимодействие с другими, веществами и соединениями и приводить к их изменению. Установлено, что чем больше доза ионизирующего излучения, полученная клеткой или организмом, тем выше частота возникающих в нем мутаций. Прямая зависимость между дозой и частотой мутации позволила выдвинуть предположение о прямом воздействии излучения на ДНК. Действительно прямое действие радиации играет основную роль в индукции мутаций, но оно, однако, не исключает опосредованного воздействия на генетический аппарат. Такой опосредованный мутагенный эффект может достигаться в результате взаимодействия с компонентами хромосом веществ, значительно подвергшихся атаке ионизирующего излучения. Одним из подтверждений этому могут служить короткоживущие свободные радикалы водорода и гидроксила, образующиеся в результате радиолиза воды под действием излучения. Обладая высокой реакционной способностью, свободные радикалы могут реагировать с ДНК самостоятельно или же с ДНК может реагировать образующаяся вследствие объединения двух гидроксилов перекись водорода. Результатом подобных реакций будут мутации.
|
|
В отличие от ионизирующих излучений ультрафиолетовые лучи не вызывают ионизации молекул, а только возбуждают электронные оболочки атомов, что также отражается на их реакционной способности и может приводить к мутациям. Мутагенная активность ультрафиолетовых лучей зависит от двух факторов — дозы и длины волны. Наибольшей мутагенной активностью обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны около 260 нм. Это связано с особенностями состава нуклеиновых кислот. Они сами и составляющие их мономеры поглощают ультрафиолетовые лучи именно с длиной волны 260 нм. Так же как ионизирующие излучения, ультрафиолетовые лучи вызывают появление в клетках свободных радикалов и перекисей, оказывающих мутагенное действие. Дозовая зависимость мутагенного действия ультрафиолетовых лучей имеет прямой характер лишь при малых дозах. При дальнейших повышениях доз возрастание частоты индуцированных мутаций замедляется, а при очень больших дозах количество мутаций даже снижается.
К числу физических мутагенов, обладающих незначительным мутагенным эффектом, относится повышенная температура. Мутагенный эффект этого фактора наиболее сильно проявляется у организмов с постоянной температурой тела.
Химические мутагены представлены тысячами разнообразных веществ. Их можно классифицировать следующим образом:
|
|
Алкилирующие соединения — вещества с высокой эффективностью, осуществляющие обмен алкильной группы (типа СН2, С2Н5, т. е. остатки нормальных алканов), с другими молекулами, в том числе молекулами ДНК. К числу наиболее эффективных мутагенов этой группы относятся этиленметансульфонат, нитрозоалкилмочевина, нитрозометилмочевяна, нитрозоэтилмочевина, этиленимин, диэтилсульфат, иприт и многие другие.
Аналоги азотистых оснований по своей структуре близки к нормальным азотистым основаниям, входящим в состав нуклеиновых кислот. К их числу относятся: 5-бромурацил, 5-бром-дезоксиуридин, 5-фтордезоксиуридин, 2-аминопурйн, 8-азагуанин и др.
Акридиновые красители: акридин желтый, акридин оранжевый, профлавин, бромистый этидий, двуйодистый пропидий и другие.
К четвертой группе химических мутагенов относятся различные вещества, способные вызывать мутации и не относящиеся ни к одной из первых трех групп. Они различны по своему химическому строению, отличаются и по характеру мутагенного действия.
Биологические мутагены. К биологическим мутагенам относят специфические последовательности ДНК – транспозоны (элементы генома, способные вызывать значительные хромосомные мутации, встраиваясь в геном), микротоксины – продукты жизнедеятельности микроорганизмов (например, афлатоксин), плазмиды, вирусы кори, оспы, гриппа, гепатита. Биологические мутагены способны «вырезать» фрагменты ДНК, вставлять новые, провоцировать генные мутации, в частности, замену одного нуклеотида на другой.