Понятие о мутагенные факторы

По причинам, которые вызвали изменения, мутации разделяют на спонтанные (природные) и индуцированные (искусственные). Спонтанные мутации - это мутации, возникающие без воздействия мутагенных факторов, в том числе как ошибки при воспроизведении генетической информант Возникают в естественных условиях без специального воздействия необычных факторов . Частота их встречаемости - 10-5-10-7. Эти мутации обеспечивают появление новых (мутантных) аллелей.

Индуцированные мутации - это мутации, которые вызывают специально направленным действием мутагенных факторов. Эти мутации возникают под влиянием мутагенов (физических, химических и биологических). Частота их встречаемости - 10-2-10-4 и больше. Искусственные мутации применяют в селекции для получения разнообразного исходного материала, в сельском хозяйстве - для разработки генетических методов борьбы с вредителями и тому подобное.

Мутагены - это факторы, которые способны вызывать мутации. Возможность экспериментального получения мутаций изучали Г. А. Надсон и Г. С. Филилов, Г. Д. Меллер, В. В. Сахаров, М. Е. Лобашев, И. А. Рапопорт , С. М. Гершензон и др. Установлено, что любые факторы внешней и внутренней среды, которые могут нарушать гомеостаз, способные вызывать мутации. К сильнейших мутагенов относят химические, физические и биологические.

Химические мутагены (формалин, иприт, колхицин, пестициды, определенные фармакологические соединения). Приоритет открытия химических мутагенов принадлежит советским исследователям. В 1933 году В. В. Сахаров получил мутации путем действия йода, в 1934 году Н. Е. Лобашев использовал аммиак, в 1946 советский генетик И. А. Рапопорт обнаружил сильную мутагенное действие формалина и етиленимину, а английская исследовательница ЦИ. Ауэрбах - иприта.

Позже было открыто много других химических мутагенов. Некоторые из них усиливают мутационный эффект в сотни раз по сравнению со спонтанным и является супермутагены. Химические мутагены используются для получения мутагенных форм плесневых грибов, актиномицетов, бактерий, продуцирующих в больших количествах пенициллин, стрептомицин и другие антибиотики. Химическими мутагенами повышается ферментативная активность грибов, которые используются для спиртового брожения. Разработаны десятки перспективных мутаций культурных растений. Все это свидетельствует о необходимости изучения мутагенного действия новых фармакологических веществ, пестицидов и других химических соединений, которые все чаще используются в медицине и сельском хозяйстве.

Физические мутагены (ионизирующая радиация, ультрафиолетовые лучи, фотоны света, температура). Впервые индуцированные радиацией мутации были экспериментально получены советскими учеными Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, которые в 1925 наблюдали на дрожжах мутационный эффект под действием ионизирующей радиации. В 1927 г.. Американский генетик Г. Меллер показал, что рентгеновские лучи могут вызвать мутации у дрозофилы. Для искусственных мутаций часто используют гамма-лучи, источником которых в лабораториях обычно является радиоактивный кобальт. В последнее время для индуцирования мутаций все чаще используются нейтроны, которые имеют большую проникающую способность. Одним из самых опасных последствий облучения является образование свободных радикалов с имеющейся в тканях воды. Эти радикалы имеют высокую реактивность и могут расщеплять многие органические вещества, в том числе и нуклеиновые кислоты.

Биологические мутагены (вирусы и токсины ряда организмов, особенно плесневых грибов). В ряде лабораторий было установлено большое количество хромосомных аберраций в культурах микроорганизмов и клеток животных и человека, которые были поражены вирусами. Оказалось также, что вирусы вызывают мутации у растений и животных. При этом мутагенное действие имеют не только патогенные для данного организма вирусы. Так, у дрозофилы получили ряд мутаций действием вируса лейкоза мышей. Причина этого явления, по-видимому, кроется в способности вирусов вызывать глубокие изменения метаболизма клетки.

Живые организмы имеют биологические антимутацийни механизмы, направленные на защиту генетической информации от мутаций:

• заглаживание (удаление при участии ферментов из молекулы ДНК измененных участков)

• деградацию генетического кода,

• апоптоз (запрограммированная гибель соматических клеток, которая наблюдается в случае окончания срока жизни клетки, а также при различных заболеваниях: не допускает мутантные клетки к делению)

• повторяемость многих генов в геноме.

• обществе выделяют три основных подхода к решению проблемы снижения уровня индуцированного мутагенеза: а) перевод промышленности на работу в замкнутых (экологически безопасных) циклах; 6) удаление или нейтрализация мутагенных факторов в окружающей среде; в) использование антимутагенов в питании для снижения темпов мутирования в клетках.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >