 |
|
Явища мутагенезу та канцерогенезу в Українї після Чорнобильської катастрофи.
Мутагенез
Мутагенез — процес виникнення або штучного одержання успадковуваних змін у геномах осіб, які проявляються через зміни у фенотипах. Мутагенез є наслідком пошкодження у молекулах ДНК, пошкоджень хромосом або порушень процесів поділу клітин.Зміст [сховати]
Види мутагенезу
Розрізняють такі види мутагенезу:
· природний (спонтанний), що відбувається внаслідок дії зовнішніх чинників середовища або фізіолого-біохімічних змін у живому організмі;
· штучний (індукований), зумовлений спрямованою дією різних фізичних або хімічних чинників для одержання мутацій.
Найважливішими характеристиками мутагенезу є частота виникнення мутацій та їхня специфічність, тобто можливість повторного одержання однакових мутацій внаслідок дії одного і того самого чинника. Як правило, хімічні і фізичні мутагенні чинники навіть за високої частоти характеризуються низькою специфічністю. Штучний мутагенез залежить від дози і концентрації чинника (мутагена), тривалості його дії, наявності систем репарації пошкоджень у генетичному матеріалі (ДНК), а також відповідності мутацій конкретним умовам середовища (адаптивні мутації). Мутагенез може проявлятися відразу після дії чинника або із затримкою у часі, яка може тривати навіть кілька поколінь.
Способи мутагенезу
1) Неспрямований мутагенез
Методом неспрямованого мутагенезу до послідовності ДНК вносяться зміни з певною ймовірністю. Мутагенними факторами можуть бути різноманітні хімічні і фізичні впливи – мутагенні речовини, ультрафіолет, радіація. Після отримання мутантних організмів здійснюють виявлення (скринінг) та добір тих, які задовольняють меті мутагенезу. Неспрямований мутагенез є трудомістким та його проведення виправдане, якщо розроблена система скринінгу мутантів.
2) Спрямований мутагенез
При спрямованому (сайт-специфічному) мутагенезі зміни у ДНК вносяться у наперед відомий сайт. Для цього синтезують короткі одноланцюгові молекули ДНК (праймери), комплементарні цільовій ДНК за виключенням місця мутації.
3) Мутагенез за Кункелем
Для бактеріальної плазміди (позахромосомної кільцьової ДНК) отримують уридинову матрицю, тобто таку саму молекулу, в якій залишки тиміну замінені на урацил. Праймер утворюють на матриці, проводять його добудову in vitro за допомогою полімерази до кільцьової ДНК, які комплементарна уридиновій матриці. Трансформують двохланцюгову гібридну ДНК бактеріальної клітини, всередині якої уридинова матриця руйнується як чужорідна та на мутантній одноланцюговій кільцьовій ДНК добудовують другий ланцюг. Ефективність такого способу мутагенезу становить менше 100%.
4) Мутагенез за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЦР)
ПЦР дозволяє здійснювати сайт-спрямований мутагенез з використанням пари праймерів, які несуть матрицю, а також випадковий мутагенез. В останньому випадку помилки у послідовність ДНК вносяться полімеразою в умовах, які знижують її специфічність.
Значення
Один з найважливіших прийомів експериментальної генетики. Мутагенез широко використовується для вивчення білків і поліпшення їх властивостей (спрямованої еволюції). У селекції мутагенез використовують для отримання перспективних мутантів тварин, рослин і мікроорганізмів. Мутагенез, як інструмент мінливості, вважається одним із рушійних чинників еволюції.
Канцероген, він же карціноген - хімічна (речовина) чи фізична (випромінювання) вплив на організм людини або тварини, що підвищує ймовірність виникнення злоякісних новоутворень (пухлин).
Найбільш відомий фізичний канцероген - іонізуючі випромінювання.
Серед хімічних канцерогенів найчастіше називають наступні:
· Нітрати, нітрити. Надходять в організм з переудобреннимі азотом овочами, наприклад парниковими. У шлунково-кишковому тракті нітрати можуть перетворюватися в нітрити. Нітрити, вступаючи в реакцію з амінами, утворюють канцерогенні нітрозаміни. Нітрити додають також у ковбаси та консерви .
· Бензопірен. Утворюються при смаженні і при приготуванні їжі на грилі. Їх багато в тютюновому димі. Продукти білкового піролізу утворюються при тривалому нагріванні м'яса в духовці. Знайдено також в продуктах піролізу деревини та деяких інших органічних продуктів.
· Пероксиди. Утворюються в прогірклим жирах і при сильному нагріванні рослинних масел.
· Афлатоксини. Смертельно небезпечні мікотоксини, що відносяться до класу полікетідов. Виробляють токсин гриби декількох видів роду аспергилл ростуть на зернах, насінні і плодах рослин з високим вмістом олії (наприклад, на насінні арахісу) та інших субстратах. З усіх біологічно вироблених отрут афлатоксини є найсильнішими гепатоканцерогенамі з виявлених на сьогоднішній день. При попаданні в організм високої дози отрути смерть настає протягом декількох діб через необоротних уражень печінки.
· Діоксини. Хлорорганічні сполуки, що утворюються при спалюванні побутового сміття.
· Вінілхлорид. Речовина є надзвичайно вогненебезпечним і вибухонебезпечним, виділяє при горінні токсичні речовини. Надає на організм людини канцерогенну, мутагенну і тератогенну дію.
· Бензол.Токсична та канцерогенна речовина. Пари бензолу можуть проникати через неушкоджену шкіру. Якщо організм людини піддається тривалому впливу бензолу в малих кількостях, наслідки також можуть бути дуже серйозними. У цьому випадку хронічне отруєння бензолом може стати причиною лейкемії (раку крові) та анемії (нестачі гемоглобіну в крові). Бензол входить до складу бензину, широко застосовується в промисловості, є вихідною сировиною для виробництва різних пластмас, синтетичної гуми, барвників.
· Формальдегід. Володіє токсичністю і робить сильний негативний вплив на центральну нервову систему. Формальдегід внесений до списку канцерогенних речовин ГН 1.1.725-98 в розділі «ймовірно канцерогенні для людини», при цьому доведено його канцерогенність для тварин.
· Кадмій. Кумулятивний отрута (здатний накопичуватися в організмі). Є канцерогеном. Сполуки кадмію отруйні.
· Миш'як. Отруйна і канцерогенна речовина. Всі з'єднання миш'яку отруйні.
· Шестивалентний хром. Шестивалентний хром є визнаним канцерогеном при вдиханні.
· Азбест. Деяким особняком серед канцерогенів варто азбест. Його складно віднести до хімічних канцерогенів, які, як правило, є хімічно активними речовинами. Канцерогенність азбесту навпаки виражається в тому, що живий організм не в змозі вивести мікроскопічні, вкрай хімічно інертні, частки цієї речовини.