Курс за вибором: “Сучасні проблеми молекулярної біології” Лекція 1



Скачати 470.79 Kb.
Сторінка7/8
Дата конвертації09.11.2016
Розмір470.79 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8

Мутагенез

Процес виникнення мутацій називається мутагенезом, а чинники, що викликають мутації, — мутагенами. Розрізняють мутагенні чинники зовнішнього середовища (екзомутагени) і чинники внутрішнього середовища (ендомутагени) — продукти метаболізму в організмі. Екзомутагени можна поділити на наступні:

1) фізичні (іонізуючі випромінювання, ультрафіолетові промені, температура і ін.);

2) хімічні (формалін, чадний газ, колхіцин, багато смол, солі важких металів, деякі лікарські речовини, токсини бактерій і паразитів і ін.);

3) біологічні (віруси, плазміди)

7.1 Чинники мутагенезу:

На частоту мутацій впливають як генетичні, так і негенетичні чинники.

Особливості певного локусу. Було розрахована, що середня частота мутацій у людському геномі складає від 10-5 до 10-6. Але гени одного типу більш схильні до мутацій, а інші – менш схильні. Наприклад, ген гемофілії А у людини мутує з частотою 30-50×10-6, а ген гемофілії Б - з частотою 2-3×10-6.

Особливості організму, де функціонує ген. Встановлено, що мутації гену гемофілії Б у жінкок зустрічаються у 10 разів частіше, ніж у чоловіків.

Чинники негенетичної природи теж впливають на частоту мутацій. Вважається, що кількість мутацій збільшується у людини з віком, під впливом ультрафіолетового опромінення, тощо.

Виділяють спонтанний і індукований мутагенез.

Спонтанний мутагенез –це зміна спадкового матеріалу у природних умовах без видимих причин. Проте, такі причини існують, і головними з природних механізмів мутацій є:

- помилики дуплікації ДНК, що ведуть до заміни основ у нуклеотидах;

- помилки репарації ДНК, що фіксують зміни, які відбулись;

- присутність спеціальних генів - мутаторів, які індукують мутагенез;

- здатність окремих генів мігрувати;

- накопичення певних хімічних субстанцій у клітинах, що призводить до зміни генетичного апарату через певний час.

Індукований мутагенез - штучне збільшення частоти мутації під впливом нефізіологічних доз мутагенів.

Випромінювання з довжиною хвилі меншу за таку в ультрафіолетового, називається іонізуючим випромінюванням. Цей тип радіації може впливати на ДНК і хромосоми, але мутації, що викликаються ним, не успадковуються, якщо тільки вони не відбулися в органах, що продукують статеві клітини.

Всі організми в тому або іншому ступені піддаються невеликому рівню іонізуючого опромінювання космічними променями і радіоактивними елементами земної кори, які зустрічаються в гірських породах, що виходять на поверхню. Додаткове опромінювання викликається використанням радіоактивних ізотопів в процесі діяльності людини, наприклад, внаслідок використання рентгенівських променів в медицині і викидів радіоактивних відходів атомних реакторів.

Хімічні речовини. Починаючи з 1945 року список мутагенних хімічних речовин постійно поповнюється, причому багато які з них мають канцерогенні властивості (викликають рак). Часто мутагени використовують в сільському господарстві для поліпшення зростання сільськогосподарських культур і підвищення урожаю. Один з самих важливих – колхіцин, який викликає подвоєння хромосом в клітинах і призводить до збільшення росту рослин.

Всі радіобіологічні ефекти, що викликаються іонізуючими випромінюваннями у різних видів живих істот, можуть бути розділені на стохастичні і нестохастичні. Стохастичні ефекти характеризуються лінійною безпороговою залежністю вірогідності їх появи від дози іонізуючого випромінювання. При цьому від величини дози залежить частота даних подій, а не їх важкість. До таких ефектів відносяться генетичні наслідки опромінювання і радіаційний канцерогенез. Нестохастичні ефекти мають порогову (сигмоїдну) залежність від дози, причому з дозою пов'язана як вірогідність ефекту, так і його тяжкість.

Прикладами нестохастичних ефектів є: променева хвороба, скорочення тривалості життя, смертність, індуковані радіацією пороки розвитку, ураження імунної системи. Механізми виникнення стохастичних і нестохастичних ефектів абсолютно різні, тому при оцінці ризиків появи цих ефектів в результаті опромінювання їх об'єднання неприпустиме.

  1. Антимутагенний ефект

Природа створила кілька захисних механізмів у процесі еволюції, які зменшують частоту фенотипічних проявів мутацій.
I. Виродження біологічного коду, тобто одна амінокислота задається кількома кодонами.
II. Мутантні гени часто - рецесивні і не проявляються у гетерозиготному стані у зв'язку з диплоїдним набором хромосом.
III. Репарація структури ДНК - пошкоджуюча дія мутагенів, генні повтори, пошкодження подвійного ланцюга ДНК, гомологічних пар хромосом. Репарація може відбувається двома способами:
Фотореактивація (фотоензимна репарація) під дією ультрафіолетового Темнова або екзисційна репарація - не залежить від світла.

9.Антимутагени

- це речовини, що знижують частоту мутацій, перешкоджають мутагенній дії хімічних або фізичних агентів.

Антимутагени умовно можна розбити на 3 групи:
1) блокують дію автомутагенов, що природно виникають у клітинах в процесі метаболізму (антіавтомутагени), наприклад фермент каталаза, який має антимутагенною дію до перекису водню. Ці антимутагени забезпечують збереження певного рівня спонтанних мутацій;
2) знижують дію зовнішніх фізичних (іонізуючого опромінення тощо) або хімічних мутагенів. Такими антимутагенними є сульфгідрильні з'єднання, сильні відновники типу Na 2 S 2 O, деякі спирти і вуглекислі солі. Антимутагени цих двох груп можуть руйнувати мутагени або конкурувати з важливими в генетичному відношенні структурами за взаємодію з мутагеном, діяти як відновники і т. д.;

Найбільш активними антимутагенними є вітаміни: ретинол (вітамін А), токоферол (вітамін Е), аскорбінова кислота (вітамін С).

1   2   3   4   5   6   7   8


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка