Τι είναι ο μεταλλαξογόνος παράγοντας και γιατί είναι επικίνδυνος; Β. Παράγοντες μεταλλαξιογένεσης

Αυθόρμητες μεταλλάξεις.

Οι μεταλλάξεις, εκτός από τις ποιοτικές τους ιδιότητες, χαρακτηρίζονται και από τη μέθοδο

περιστατικό. Αυθόρμητες (τυχαίες) - μεταλλάξεις που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού

συνθήκες διαβίωσης. Η αυθόρμητη διαδικασία εξαρτάται από εξωτερικούς και εσωτερικούς παράγοντες

(βιολογικό, χημικό, φυσικό). Αυθόρμητες μεταλλάξεις συμβαίνουν σε

ανθρώπου σε σωματικούς και γενετικούς ιστούς. Μέθοδος προσδιορισμού του αυθόρμητου

οι μεταλλάξεις βασίζονται στο γεγονός ότι ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό εμφανίζεται στα παιδιά, αν και

οι γονείς του απουσιάζουν. Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στη Δανία έδειξε ότι

ότι περίπου ένας στους 24.000 γαμέτες φέρει μια κυρίαρχη μετάλλαξη. Επιστήμονας

Ο Haldane υπολόγισε τη μέση πιθανότητα εμφάνισης αυθόρμητων μεταλλάξεων,

που αποδείχθηκε ίσο με 5*10-5 ανά γενιά. Ένας άλλος επιστήμονας Kurt Brown

πρότεινε μια άμεση μέθοδο για την εκτίμηση τέτοιων μεταλλάξεων, δηλαδή: τον αριθμό των μεταλλάξεων

διαιρούμενο με το διπλάσιο του αριθμού των ατόμων που εξετάστηκαν.

Προκαλούμενες μεταλλάξεις.

Η επαγόμενη μεταλλαξιογένεση είναι η τεχνητή παραγωγή μεταλλάξεων με

χρησιμοποιώντας μεταλλαξιογόνα διαφόρων φύσεων. Για πρώτη φορά η ικανότητα ιονισμού

ακτινοβολία για να προκαλέσει μεταλλάξεις ανακαλύφθηκε από τον G.A. Nadson και G.S. Φιλίποφ.

Στη συνέχεια, μέσα από εκτεταμένη έρευνα, ραδιοβιολογική

εξάρτηση από μετάλλαξη. Το 1927 ήταν ο Αμερικανός επιστήμονας Τζόζεφ Μύλλερ

Έχει αποδειχθεί ότι η συχνότητα των μεταλλάξεων αυξάνεται με την αύξηση της δόσης έκθεσης.

Στα τέλη της δεκαετίας του σαράντα, ανακαλύφθηκε η ύπαρξη ισχυρών χημικών μεταλλαξιγόνων,

που προκάλεσε σοβαρές βλάβες στο ανθρώπινο DNA για μια σειρά από

ιούς. Ένα παράδειγμα της επίδρασης των μεταλλαξιγόνων στον άνθρωπο είναι

ενδομίτωση - χρωμοσωμικός διπλασιασμός που ακολουθείται από διαίρεση κεντρομερών, αλλά χωρίς

χρωμοσωμικές αποκλίσεις.

Τα μεταλλαξιογόνα είναι χημικοί και φυσικοί παράγοντες που προκαλούν κληρονομικές αλλαγές – μεταλλάξεις. Οι τεχνητές μεταλλάξεις ελήφθησαν για πρώτη φορά το 1925 από τους G. A. Nadsen και G. S. Filippov σε ζυμομύκητες με τη δράση της ακτινοβολίας ραδίου. το 1927, ο G. Möller απέκτησε μεταλλάξεις στη Drosophila με έκθεση σε ακτίνες Χ. Η ικανότητα των χημικών ουσιών να προκαλούν μεταλλάξεις (με τη δράση του ιωδίου στη Drosophila) ανακαλύφθηκε από τον I. A. Rapoport. Στις μύγες που αναπτύχθηκαν από αυτές τις προνύμφες, η συχνότητα των μεταλλάξεων ήταν αρκετές φορές υψηλότερη από ό,τι στα έντομα ελέγχου.

Τα μεταλλαξιογόνα μπορεί να είναι διάφοροι παράγοντες που προκαλούν αλλαγές στη δομή των γονιδίων, τη δομή και τον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Με βάση την προέλευσή τους, τα μεταλλαξιογόνα ταξινομούνται σε ενδογενή, που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της ζωής του σώματος, και εξωγενή - όλους τους άλλους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών συνθηκών.

Με βάση τη φύση της εμφάνισής τους, τα μεταλλαξιογόνα ταξινομούνται σε φυσικά, χημικά και βιολογικά:

Φυσικά μεταλλαξιογόνα.

Ιοντίζουσα ακτινοβολία;

Ραδιενεργή διάσπαση;

Υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ;

Προσομοίωση ραδιοεκπομπών και ηλεκτρομαγνητικά πεδία.

Υπερβολικά υψηλή ή χαμηλή θερμοκρασία.

Χημικά μεταλλαξιογόνα.

Οξειδωτικά και αναγωγικά μέσα (νιτρικά, νιτρώδη, δραστικά είδη οξυγόνου).

Αλκυλιωτικοί παράγοντες (π.χ. ιωδοακεταμίδιο).

Παρασιτοκτόνα (π.χ. ζιζανιοκτόνα, μυκητοκτόνα);

Ορισμένα πρόσθετα τροφίμων (π.χ. αρωματικοί υδρογονάνθρακες, κυκλαμικά άλατα).

Προϊόντα πετρελαίου;

Οργανικοί διαλύτες;

Φάρμακα (για παράδειγμα, κυτταροστατικά, σκευάσματα υδραργύρου, ανοσοκατασταλτικά).

Ένας αριθμός ιών μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ως χημικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες (ο μεταλλαξογόνος παράγοντας των ιών είναι τα νουκλεϊκά οξέα τους - DNA ή RNA).

Βιολογικά μεταλλαξιογόνα.

Οι ειδικές αλληλουχίες DNA είναι τρανσποζόνια.

Ορισμένοι ιοί (ιλαρά, ερυθρά, ιός γρίπης).

Μεταβολικά προϊόντα (προϊόντα οξείδωσης λιπιδίων).

Αντιγόνα ορισμένων μικροοργανισμών.

Η καρκινογένεση είναι μια πολύπλοκη παθοφυσιολογική διαδικασία έναρξης και ανάπτυξης όγκου. Η μελέτη της διαδικασίας καρκινογένεσης είναι ένα βασικό σημείο τόσο για την κατανόηση της φύσης των όγκων όσο και για την εύρεση νέων και αποτελεσματικών μεθόδων για τη θεραπεία του καρκίνου. Η καρκινογένεση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία πολλαπλών σταδίων που οδηγεί σε βαθιά αναδιοργάνωση του όγκου των φυσιολογικών κυττάρων του σώματος. Από όλες τις θεωρίες καρκινογένεσης που έχουν προταθεί μέχρι τώρα, η θεωρία της μετάλλαξης αξίζει τη μεγαλύτερη προσοχή. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, οι όγκοι είναι γενετικές ασθένειες, το παθογενετικό υπόστρωμα των οποίων είναι η βλάβη στο γενετικό υλικό του κυττάρου (σημειακές μεταλλάξεις, χρωμοσωμικές εκτροπές κ.λπ.). Η βλάβη σε συγκεκριμένα τμήματα του DNA οδηγεί σε διαταραχή των μηχανισμών που ελέγχουν τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και τελικά στο σχηματισμό όγκου. Η γενετική συσκευή των κυττάρων έχει ένα πολύπλοκο σύστημα για τον έλεγχο της κυτταρικής διαίρεσης, ανάπτυξης και διαφοροποίησης. Έχουν μελετηθεί δύο ρυθμιστικά συστήματα που έχουν δραματική επίδραση στη διαδικασία του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Τα πρωτοογκογονίδια είναι μια ομάδα φυσιολογικών κυτταρικών γονιδίων που έχουν διεγερτική επίδραση στις διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης μέσω συγκεκριμένων προϊόντων της έκφρασής τους. Ο μετασχηματισμός ενός πρωτο-ογκογονιδίου σε ογκογονίδιο (γονίδιο που καθορίζει τις ιδιότητες του όγκου των κυττάρων) είναι ένας από τους μηχανισμούς για την εμφάνιση καρκινικών κυττάρων. Αυτό μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα μιας μετάλλαξης ενός πρωτο-ογκογονιδίου με μια αλλαγή στη δομή ενός συγκεκριμένου προϊόντος γονιδιακής έκφρασης ή μιας αύξησης στο επίπεδο έκφρασης ενός πρωτο-ογκογονιδίου όταν η ρυθμιστική του αλληλουχία μεταλλάσσεται (σημειακή μετάλλαξη) ή όταν το γονίδιο μεταφέρεται σε μια ενεργά μεταγραφόμενη περιοχή του χρωμοσώματος (χρωμοσωμικές εκτροπές). Επί του παρόντος, έχει μελετηθεί η καρκινογόνος δράση των πρωτο-ογκογονιδίων της ομάδας ras (HRAS, KRAS2). Σε διάφορους καρκίνους καταγράφεται σημαντική αύξηση της δραστηριότητας των γονιδίων αυτών (καρκίνος παγκρέατος, καρκίνος ουροδόχου κύστης κ.λπ.). Έχει επίσης αποκαλυφθεί η παθογένεση του λεμφώματος Burkitt, στην οποία η ενεργοποίηση του πρωτο-ογκογονιδίου MYC λαμβάνει χώρα όταν μεταφέρεται σε μια χρωμοσωμική περιοχή που περιέχει ενεργά μεταγραμμένα γονίδια ανοσοσφαιρίνης.

Οι λειτουργίες των κατασταλτικών γονιδίων είναι αντίθετες με τις λειτουργίες των πρωτο-ογκογονιδίων. Τα κατασταλτικά γονίδια έχουν ανασταλτική επίδραση στις διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης και εξόδου από τη διαφοροποίηση. Έχει αποδειχθεί ότι σε πολλές περιπτώσεις, η αδρανοποίηση των κατασταλτικών γονιδίων με την εξαφάνιση της ανταγωνιστικής τους δράσης προς τα πρωτο-ογκογονίδια οδηγεί στην ανάπτυξη ορισμένων ογκολογικών ασθενειών. Έτσι, η απώλεια μιας περιοχής χρωμοσώματος που περιέχει κατασταλτικά γονίδια οδηγεί στην ανάπτυξη ασθενειών όπως το αμφιβληστροειδοβλάστωμα, ο όγκος Wilms κ.λπ.

Έτσι, το σύστημα των πρωτο-ογκογονιδίων και των γονιδίων καταστολής σχηματίζει έναν πολύπλοκο μηχανισμό για τον έλεγχο του ρυθμού κυτταρικής διαίρεσης, ανάπτυξης και διαφοροποίησης. Οι διαταραχές αυτού του μηχανισμού είναι πιθανές τόσο υπό την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων όσο και λόγω γονιδιωματικής αστάθειας - μια θεωρία που προτάθηκε από τους Christoph Lingaur και Bert Vogelstein. Ο Peter Duesberg από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ υποστηρίζει ότι η αιτία του μετασχηματισμού όγκου ενός κυττάρου μπορεί να είναι η ανευπλοειδία (μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων ή η απώλεια των τομών τους), η οποία είναι ένας παράγοντας αυξημένης γονιδιωματικής αστάθειας. Σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, μια άλλη αιτία όγκων θα μπορούσε να είναι ένα συγγενές ή επίκτητο ελάττωμα στα συστήματα επιδιόρθωσης του κυτταρικού DNA. Στα υγιή κύτταρα, η διαδικασία αντιγραφής του DNA (διπλασιασμός) συμβαίνει με μεγάλη ακρίβεια λόγω της λειτουργίας ενός ειδικού συστήματος για τη διόρθωση σφαλμάτων μετά την αντιγραφή. Στο ανθρώπινο γονιδίωμα, έχουν μελετηθεί τουλάχιστον 6 γονίδια που εμπλέκονται στην επιδιόρθωση του DNA. Η βλάβη σε αυτά τα γονίδια συνεπάγεται διακοπή της λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος επισκευής και, κατά συνέπεια, σημαντική αύξηση του επιπέδου των σφαλμάτων μετά την αντιγραφή, δηλαδή μεταλλάξεων.

Η θεωρία της μετάλλαξης της καρκινογένεσης είναι το δόγμα σύμφωνα με το οποίο η αιτία των κακοήθων όγκων είναι οι μεταλλάξεις στο γονιδίωμα του κυττάρου. Επί του παρόντος, αυτή η θεωρία είναι γενικά αποδεκτή. Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, κακοήθη νεοπλάσματα αναπτύσσονται από ένα μόνο κύτταρο όγκου, δηλαδή είναι μονοκλωνικής προέλευσης. Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, μεταλλάξεις που τελικά οδηγούν στην ανάπτυξη όγκου μπορούν να συμβούν τόσο σε αναπαραγωγικά (περίπου 5% όλων των περιπτώσεων) όσο και σε σωματικά κύτταρα.

Οι επιτυχίες της σύγχρονης γενετικής καθιστούν δυνατή την προσέγγιση της μελέτης της κατάστασης του περιβάλλοντος από τη σκοπιά της προστασίας της κληρονομικότητας και της γονιδιακής δεξαμενής της βιόσφαιρας. Αυτή η προσέγγιση δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο Πρόγραμμα των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον (UNEP) και στις δραστηριότητες του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας<ВОЗ) и ЮНЕСКО (в программе МАБ «Человек и биосфера», проект 12). По инициативе советских ученых было начато создание центра по генетическому мониторингу, в задачу которого входит и разработка доступных методов для оценки степени воздействия загрязнения окружающей среды на экосистемы и здоровье человека.

Εν τω μεταξύ, οι αλλαγές στη βιόσφαιρα, που μετασχηματίζονται από τον άνθρωπο, δημιουργούν ανεξέλεγκτους παράγοντες που επηρεάζουν την πορεία των γενετικών διεργασιών. Μεταξύ αυτών είναι και οι μεταλλάξεις που προκαλούνται από την περιβαλλοντική ρύπανση, η οποία πλέον γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη.

Ο κύριος κίνδυνος της περιβαλλοντικής ρύπανσης με μεταλλαξιογόνους παράγοντες, όπως πιστεύουν οι γενετιστές, είναι ότι οι νεοεμφανιζόμενες μεταλλάξεις, που δεν «επεξεργάζονται» εξελικτικά, θα επηρεάσουν αρνητικά τη βιωσιμότητα οποιουδήποτε οργανισμού. Και αν η βλάβη στα γεννητικά κύτταρα μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του αριθμού των φορέων μεταλλαγμένων γονιδίων και χρωμοσωμάτων, τότε εάν τα γονίδια των σωματικών κυττάρων καταστραφούν, ο αριθμός των καρκινικών ασθενειών μπορεί να αυξηθεί. Επιπλέον, υπάρχει μια βαθιά σύνδεση μεταξύ φαινομενικά διαφορετικών βιολογικών επιδράσεων.

Ειδικότερα, οι περιβαλλοντικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες επηρεάζουν το μέγεθος των ανασυνδυασμών κληρονομικών μορίων, τα οποία αποτελούν επίσης πηγή κληρονομικών αλλαγών. Είναι επίσης δυνατό να επηρεαστεί η λειτουργία των γονιδίων, που μπορεί να είναι η αιτία, για παράδειγμα, τερατολογικών ανωμαλιών (παραμορφώσεις)· τέλος, είναι πιθανή βλάβη στα ενζυμικά συστήματα, η οποία αλλάζει διάφορα φυσιολογικά χαρακτηριστικά του σώματος, συμπεριλαμβανομένης της δραστηριότητας του νευρικό σύστημα, και ως εκ τούτου επηρεάζει την ψυχή. Η γενετική προσαρμογή των ανθρώπινων πληθυσμών στην αυξανόμενη ρύπανση της βιόσφαιρας από μεταλλαξογόνους παράγοντες είναι θεμελιωδώς αδύνατη. Για την εξάλειψη ή τη μείωση των επιπτώσεων των μεταλλαξιογόνων παραγόντων, είναι πρώτα απαραίτητο να αξιολογηθεί η μεταλλαξιογένεση διαφόρων μολυσματικών ουσιών χρησιμοποιώντας εξαιρετικά ευαίσθητα συστήματα βιολογικών δοκιμών, συμπεριλαμβανομένων αυτών που μπορούν να εισέλθουν στη βιόσφαιρα, και εάν αποδειχθεί ο κίνδυνος για τον άνθρωπο, στη συνέχεια να ληφθούν μέτρα για την καταπολέμησή τους .

Έτσι, προκύπτει το καθήκον του διαλογής - κοσκίνισμα μέσω των ρύπων με σκοπό τον εντοπισμό μεταλλαξιγόνων και την ανάπτυξη ειδικής νομοθεσίας για τη ρύθμιση της είσοδός τους στο περιβάλλον. Και έτσι, η παρακολούθηση των γενετικών συνεπειών της ρύπανσης σε ένα σύμπλεγμα περιλαμβάνει δύο καθήκοντα: δοκιμή μεταλλαξιογένεσης περιβαλλοντικών παραγόντων διαφόρων φύσεων (screening) και παρακολούθηση πληθυσμών. Οι μέθοδοι κυτταρογενετικών δοκιμών χρησιμοποιούνται επίσης σε καλλιέργειες ιστών φυτών, ζώων και ανθρώπινων λεμφοκυττάρων. Επίσης μια δοκιμή με την κυρίαρχη θανατηφόρα μέθοδο (ανίχνευση μεταλλάξεων που προκαλούν το θάνατο των εμβρύων στα πρώτα στάδια ανάπτυξης) σε θηλαστικά, ειδικά σε ποντίκια. Ω. Τέλος, χρησιμοποιείται επίσης απευθείας έλεγχος μεταλλάξεων σε κύτταρα θηλαστικών και ανθρώπων, τόσο σε καλλιέργεια ιστών όσο και in vivo.

Οι αβιοτικοί παράγοντες σε οποιοδήποτε οικοσύστημα περιλαμβάνουν την ιονίζουσα ακτινοβολία και τους ρύπους. Η τοξικότητα και η μεταλλαξιογένεση του περιβάλλοντος είναι δύο έννοιες αλληλένδετες. Οι ίδιοι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορεί να έχουν τόσο τοξικές όσο και μεταλλαξιογόνες επιδράσεις. Η τοξική επίδραση εμφανίζεται αμέσως μετά την επαφή με τον παράγοντα, όχι περισσότερο από ένα μήνα αργότερα. Μπορεί να εκφραστεί με τη μορφή αλλεργιών, εξασθένησης του ανοσοποιητικού συστήματος, δηλητηρίασης, ανάπτυξης νευρώσεων και εμφάνισης προηγουμένως άγνωστων παθολογιών.

Πολύ πιο συχνά, η περιβαλλοντική τοξικότητα εκδηλώνεται με τη μορφή επίμονων αποκλίσεων από την κανονική φυσιολογική κατάσταση του σώματος σε μεγάλο αριθμό ατόμων που εργάζονται σε επικίνδυνη παραγωγή ή ζουν σε περιοχές που γειτνιάζουν με την επιχείρηση.

Οι ρύποι συνήθως είναι τα απόβλητα της παραγωγής και των οδικών μεταφορών: διοξείδιο του θείου, άζωτο και οξείδια του άνθρακα, υδρογονάνθρακες, ενώσεις χαλκού, ψευδάργυρος, υδράργυρος, μόλυβδος.

Οι προσμείξεις μπορεί επίσης να είναι ανθρωπογενείς χημικές ουσίες, όπως τα φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των παρασίτων των καλλιεργειών.

Η μεταλλαξιογένεση του περιβάλλοντος δεν εμφανίζεται ποτέ αμέσως μετά την επαφή με τον παράγοντα. Ο κίνδυνος των μεταλλαξιγόνων για τον άνθρωπο είναι ότι η επαναλαμβανόμενη και παρατεταμένη δράση επαφής τους οδηγεί στην εμφάνιση μεταλλάξεων - μόνιμων αλλαγών στο γενετικό υλικό. Με τη συσσώρευση μεταλλάξεων, το κύτταρο αποκτά την ικανότητα να διαιρείται ατελείωτα και μπορεί να γίνει η βάση για την ανάπτυξη μιας ογκολογικής νόσου (καρκινικού όγκου).

Η εμφάνιση μεταλλάξεων είναι μια μακρά και πολύπλοκη διαδικασία, αφού τα κύτταρα διαθέτουν ένα αξιόπιστο προστατευτικό σύστημα που αντιστέκεται στη διαδικασία μετάλλαξης.

Η ανάπτυξη μιας μετάλλαξης εξαρτάται από τη δόση του μεταλλαξιογόνου και τη διάρκεια της δράσης του, καθώς και από το πόσο συχνά το μεταλλαξιογόνο δρα στον οργανισμό, δηλ. από το ρυθμό της δράσης του. Η διαδικασία ανάπτυξης της μετάλλαξης μπορεί να διαρκέσει για χρόνια.

Η ακτινοβολία κατέχει την πρώτη θέση μεταξύ των επιρροών που προκαλούν βαθιές αλλαγές στον γενετικό μηχανισμό. Ένα σαφές παράδειγμα της μεταλλαξιογόνου επίδρασης του περιβάλλοντος είναι η ανάπτυξη προοδευτικής ασθένειας ακτινοβολίας, η οποία καταλήγει σε θάνατο σε άτομα που έχουν λάβει υψηλή δόση ακτινοβολίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι σπάνιες. Συνήθως προκαλούνται από καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ή διακοπή τεχνολογικών διαδικασιών.

Η διάσπαση ακτινοβολίας, ή το φαινόμενο της ραδιενέργειας, σχετίζεται με την ικανότητα των ατόμων μεμονωμένων χημικών στοιχείων να εκπέμπουν σωματίδια που μεταφέρουν ενέργεια. Το κύριο χαρακτηριστικό της ακτινοβολίας, που καθορίζει τον βαθμό της επίδρασής της στον οργανισμό, είναι η δόση. Η δόση είναι η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται στο σώμα. Ωστόσο, για την ίδια απορροφούμενη δόση, διαφορετικοί τύποι ακτινοβολίας μπορεί να έχουν διαφορετικά βιολογικά αποτελέσματα.

Υπό την επίδραση της ραδιενεργής ακτινοβολίας, τα άτομα και τα μόρια, συμπεριλαμβανομένων των μορίων του νερού, ιονίζονται στα κύτταρα, γεγονός που προκαλεί μια αλυσίδα καταλυτικών αντιδράσεων που οδηγεί σε λειτουργικές αλλαγές στα κύτταρα. Τα πιο ραδιοευαίσθητα κύτταρα είναι τα κύτταρα των οργάνων και ιστών που ανανεώνονται συνεχώς: μυελός των οστών, γονάδες, σπλήνα. Οι αλλαγές αφορούν τους μηχανισμούς διαίρεσης, το κληρονομικό υλικό στη σύνθεση της χρωματίνης και των χρωμοσωμάτων, τη ρύθμιση των διαδικασιών ανανέωσης και την εξειδίκευση των κυττάρων.

Η ακτινοβολία ως μεταλλαξογόνος παράγοντας προκαλεί βλάβες στον γενετικό μηχανισμό των κυττάρων: μόρια DNA, αλλαγές στον καρυότυπο ως σύνολο. Οι μεταλλάξεις στα σωματικά κύτταρα ενός ακτινοβολημένου ατόμου οδηγούν στην ανάπτυξη λευχαιμίας ή άλλων όγκων διαφόρων οργάνων. Οι μεταλλάξεις στα γεννητικά κύτταρα εμφανίζονται στις επόμενες γενιές: σε παιδιά και σε πιο μακρινούς απογόνους ενός ατόμου που εκτίθεται σε ακτινοβολία. Τα γενετικά ελαττώματα εξαρτώνται ελάχιστα από τη δόση και τη συχνότητα της ακτινοβολίας. Ακόμη και εξαιρετικά χαμηλές δόσεις ακτινοβολίας μπορούν να διεγείρουν μεταλλάξεις, με άλλα λόγια, δεν υπάρχει οριακή δόση ακτινοβολίας.

Ο κίνδυνος της έκθεσης σε ακτινοβολία οφείλεται στο γεγονός ότι οι ανθρώπινες αισθήσεις δεν μπορούν να ανιχνεύσουν κανένα είδος ακτινοβολίας. Το γεγονός της ραδιενεργής μόλυνσης μιας περιοχής μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με όργανα.

Κίνδυνοι από την ακτινοβολία δημιουργούνται από παλιές τοποθεσίες ταφής που χρονολογούνται από μια εποχή που τα προβλήματα ακτινοβολίας δεν είχαν ακόμη δοθεί η δέουσα προσοχή. Επικίνδυνες καταστάσεις μπορεί να προκύψουν κατά την απόρριψη αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου από πυρηνικούς σταθμούς και πυρηνικά υποβρύχια και κατά τη διάθεση ραδιενεργών αποβλήτων που σχηματίστηκαν μετά την καταστροφή πυρηνικών όπλων. Επιπλέον, πολλές βιομηχανικές επιχειρήσεις, επιστημονικά και ιατρικά ιδρύματα διαθέτουν ραδιενεργά απόβλητα

Η ακτινοβολία που σχετίζεται με την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα αυτής που παράγεται από την ανθρώπινη δραστηριότητα. Η χρήση ακτίνων Χ στην ιατρική, η καύση άνθρακα και η παρατεταμένη παραμονή σε καλά κλεισμένα δωμάτια μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική αύξηση του επιπέδου έκθεσης στην ακτινοβολία.

Είναι αδύνατο να αποφευχθεί η έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία. Η ζωή στη Γη προέκυψε και συνεχίζει να αναπτύσσεται υπό συνθήκες συνεχούς φυσικής ακτινοβολίας. Εκτός από τα ανθρωπογενή ραδιονουκλίδια, η κοσμική ακτινοβολία και η ακτινοβολία από φυσικά ραδιενεργά συστατικά που είναι διάσπαρτα στο φλοιό της γης, ο αέρας και άλλα αντικείμενα συμβάλλουν στην ακτινοβολία υποβάθρου της Γης.

Όχι μόνο διάφοροι τύποι ακτινοβολίας έχουν μεταλλαξιογόνες ιδιότητες, αλλά και πολλές χημικές ενώσεις: φυσικές ανόργανες ουσίες (οξείδια του αζώτου, νιτρικά άλατα, ενώσεις μολύβδου), επεξεργασμένες φυσικές ενώσεις (προϊόντα καύσης άνθρακα, πετρελαίου, ξύλου, ενώσεων βαρέων μετάλλων), χημικά προϊόντα που δεν βρίσκονται στη φύση (φυτοκτόνα, ορισμένα πρόσθετα τροφίμων, βιομηχανικά απόβλητα, ορισμένες συνθετικές ενώσεις).

Τα οξείδια του αζώτου (III) και (V) έχουν έντονο μεταλλαξιογόνο αποτέλεσμα στην ατμόσφαιρα των πόλεων, τα οποία, όταν αλληλεπιδρούν με την ατμοσφαιρική υγρασία, σχηματίζουν νιτρώδες και νιτρικά οξέα, καθώς και εκπομπές από κινητήρες ντίζελ. βενζοπυρένιο, σκόνη αμιάντου, διοξίνες - που σχηματίζονται κατά την ανεξέλεγκτη καύση στερεών οικιακών και βιομηχανικών απορριμμάτων.

Στην υδρόσφαιρα, τα άλατα των βαρέων μετάλλων (νικέλιο, μαγγάνιο) και τα φυτοφάρμακα έχουν την πιο έντονη μεταλλαξιογόνο δράση.

Στο έδαφος, τα χημικά μεταλλαξιογόνα περιλαμβάνουν άλατα βαρέων μετάλλων και οργανομεταλλικές ενώσεις, με τις οποίες το έδαφος είναι μολυσμένο κατά μήκος των αυτοκινητοδρόμων και σε χώρους χωματερών. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος είναι ένας από τους πιο επικίνδυνους ρύπους του εδάφους μεταξύ των μετάλλων. Μπορεί να συσσωρευτεί στο ανθρώπινο σώμα, προκαλώντας χρόνια δηλητηρίαση, που εκδηλώνεται με εξάντληση του σώματος, διαταραχή της νεφρικής λειτουργίας, μυϊκή αδυναμία και σοβαρές διαταραχές του νευρικού και του κυκλοφορικού συστήματος. Η κατανάλωση φυτών, μανιταριών και μούρων που συλλέγονται κοντά σε αυτοκινητόδρομους μπορεί να οδηγήσει σε τροφική δηλητηρίαση από μόλυβδο και μετά από μερικά χρόνια η επίδραση μπορεί να εκδηλωθεί ως μετάλλαξη.

Σε αντίθεση με τη ραδιενεργή ακτινοβολία, τα χημικά μεταλλαξιογόνα έχουν επίδραση μόνο κατά την άμεση επαφή με τα κύτταρα του σώματος. Μπορούν να περάσουν στο δέρμα, στους βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού, να καταλήξουν στο πεπτικό σύστημα με την τροφή και στη συνέχεια να περάσουν στο αίμα με θρεπτικά συστατικά.

MUTAGENESIS (λατ. mutatio - αλλαγή, γονίδια - γεννά) - η διαδικασία εμφάνισης κληρονομικών αλλαγών - μεταλλάξεων - στο σώμα. [...]

Μεταλλαξιγένεση - (σύμφωνα με τον I.I. Dedy, 1989) - η διαδικασία εμφάνισης μεταλλάξεων υπό την επίδραση μεταλλαξογόνων παραγόντων (συνήθως το εξωτερικό περιβάλλον - φυσικό, χημικό, λιγότερο συχνά - βιολογικό). Η μεταλλαξογένεση χημικών και ακτινοβολίας είναι γνωστή.[...]

Η μεταλλαξιογένεση είναι η διαδικασία σχηματισμού μεταλλάξεων.[...]

Παράγοντες μεταλλαξιογένεσης. Αυτές οι φυσικές επιρροές, εκτός από την ιονίζουσα ακτινοβολία, μπορεί να περιλαμβάνουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί αύξηση της συχνότητας της λευχαιμίας σε άτομα που ζουν για μεγάλο χρονικό διάστημα κοντά σε γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής τάσης. Από τις εκατοντάδες χιλιάδες διάφορες χημικές ενώσεις που εισέρχονται στο περιβάλλον με τη μορφή οικιακής και βιομηχανικής ρύπανσης, περίπου το 20% είναι γονιδιοτοξικά.[...]

Μεταλλάξεις και μεταλλαξιογένεση. Η έρευνα σχετικά με τη μεταβλητότητα και την επιλογή των μικροοργανισμών σε σχέση με την ανάπτυξη του δόγματος των αντιβιοτικών τόνωσε την ανάπτυξη εργασιών για τη μεταλλαξιογένεση των παραγωγών βιταμινών, αντιβιοτικών, ενζύμων και άλλων βιολογικά δραστικών ουσιών. Οι μικροβιολογικοί εκτροφείς χρησιμοποίησαν όλες τις γνωστές μεθόδους για την εύρεση νέων μορφών μικροοργανισμών με αυξημένη βιοχημική δραστηριότητα. Η προσαρμογή των βακτηρίων στην καταστροφή μιας νέας συνθετικής οργανικής ένωσης, που δεν βρέθηκε προηγουμένως στη φύση, απαιτεί από τα βακτηριακά κύτταρα να συνθέσουν νέα ένζυμα, δηλαδή μια αλλαγή στον γονότυπο. Η γονοτυπική μεταβλητότητα είναι κληρονομική.[...]

Η χημική μεταλλαξιογένεση είναι το φαινόμενο των αλλαγών στη χημική δομή των μορίων του DNA υπό την επίδραση χημικών ρύπων.[...]

Η επαγόμενη μεταλλαξιογένεση καθιστά δυνατή τη σημαντική αύξηση της συχνότητας των μεταλλάξεων, δηλαδή την αύξηση της κληρονομικής μεταβλητότητας του επιλεγμένου υλικού. Ο κύριος σκοπός της χρήσης του στην εκτροφή ψαριών είναι η αύξηση της γενετικής ποικιλότητας λόγω νέων (επαγόμενων), συμπεριλαμβανομένων των ευεργετικών, μεταλλάξεων.[...]

Η πειραματική μεταλλαξιογένεση ως μέθοδος για την απόκτηση πολύτιμων μορφών γεωργικών φυτών έχει καθιερωθεί σταθερά στην πρακτική αναπαραγωγής. Χρησιμοποιούνται τόσο φυσικά όσο και χημικά μεταλλαξιογόνα. Η ιονίζουσα ακτινοβολία χρησιμοποιείται συχνότερα ως φυσικά μεταλλαξιογόνα: γάμμα, ακτίνες Χ και γρήγορα νετρόνια. Οι ίδιοι οι κτηνοτρόφοι δεν ασχολούνται με την ακτινοβόληση. Διεξάγεται από φυσικούς. Είναι πιο βολικό να ακτινοβολούμε ξηρούς σπόρους. Συνιστώνται διαφορετικές δόσεις ακτινοβολίας για διαφορετικές καλλιέργειες. Θα πρέπει να είναι 15-20% κάτω από το κρίσιμο (Πίνακας 4).[...]

Η πειραματική μεταλλαξιογένεση είναι ένας τρόπος δημιουργίας γενετικής ποικιλότητας στα φυτά. Τα πλεονεκτήματά του έγκεινται στη δυνατότητα βελτίωσης των ατομικών χαρακτηριστικών των φυτών χωρίς αλλαγή των υπολοίπων και στη δημιουργία, χρησιμοποιώντας μεταλλαξιογόνα αποτελέσματα, νέων μορφών φυτών που απουσιάζουν στη φύση και τον πολιτισμό. Προηγούμενες μελέτες έχουν αποδείξει τη μεταλλαξιογόνο δράση του ινδολυλοξικού οξέος (IAA) στα φυτά. Σε αυτό το πείραμα, αυτός ο μεταλλαξογόνος παράγοντας χρησιμοποιήθηκε για τη λήψη μορφών κριθαριού με κληρονομικές αλλαγές, οι οποίες μπορούν αργότερα να χρησιμοποιηθούν στην επιλογή του ανοιξιάτικου κριθαριού[...]

Ένα άλλο χαρακτηριστικό της χημικής μεταλλαξιογένεσης σε πειράματα με ασημένιο κυπρίνο είναι ότι η επεξεργασία του σπέρματος με χημικούς παράγοντες δεν προκαλεί σημαντική αύξηση στη συχνότητα ορατών μορφολογικών ανωμαλιών μεταξύ των ανήλικων. Ακόμη και για τόσο αποτελεσματικά μεταλλαξιογόνα όπως τα NMM και NEM, ο αριθμός των μη φυσιολογικών ατόμων είναι 1,5-3,0%.[...]

Εάν χρησιμοποιείται επαγόμενη μεταλλαξογένεση, διατηρείται ένας κατάλογος μεταλλαγμένων πληθυσμών.[...]

Η μέθοδος της χημικά επαγόμενης μεταλλαξιογένεσης χρησιμοποιήθηκε, για παράδειγμα, κατά την εργασία με κυπρίνους Καζακστάν. Αυτές οι ενώσεις, επηρεάζοντας επιλεκτικά το DNA των χρωμοσωμάτων, το καταστρέφουν, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μεταλλάξεις.

Η επαγόμενη (τεχνητά προκαλούμενη) μεταλλαξιογένεση είναι η εμφάνιση κληρονομικών αλλαγών ως αποτέλεσμα της έκθεσης στον οργανισμό από ειδικούς παράγοντες – μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Ανάλογα με τη φύση του μεταλλαξιογόνου, η ακτινοβολία και η χημική μεταλλαξιογένεση διακρίνονται.[...]

Οι πληθυσμοί για επιλογή δημιουργούνται με υβριδισμό, μεταλλαξογένεση και πολυπλοειδοποίηση, και όταν εκτρέφονται αυτογονιμοποιημένες σειρές, με ενδογαμία. Τα δείγματα που εμπλέκονται στον υβριδισμό ή υπόκεινται σε μεταλλαξογένεση, πολυπλοειδοποίηση, ενδογαμία (και μερικές φορές ως πληθυσμοί που εξυπηρετούν άμεσα για επιλογή) επιλέγονται από μια συλλογή δειγμάτων που αντιπροσωπεύουν το αρχικό υλικό για επιλογή, αφού έχουν μελετηθεί. Στη σύγχρονη εκτροφή κυριαρχεί η ατομική επιλογή. Από τον πληθυσμό επιλέγονται μεμονωμένα φυτά ή ταξιανθίες (αυτιά, πανίκες). Κατά κανόνα, κατά την εργασία με καλλιέργειες σιτηρών, η επιλογή στο χωράφι ακολουθείται από οπτική απόρριψη της ποιότητας των σιτηρών στο εργαστήριο. Οι απόγονοι επιλεγμένων φυτών δοκιμάζονται σε αρκετές γενιές. Οι δοκιμές συνίστανται στην αξιολόγηση της απόδοσης και άλλων οικονομικά σημαντικών ιδιοτήτων των δειγμάτων. Μετά από κάθε δοκιμή, οι περισσότεροι απόγονοι απορρίπτονται και οι υπόλοιποι αξιολογούνται ξανά. Με κάθε νέα δοκιμή, ο αριθμός των σπόρων αυξάνεται, καθίσταται δυνατή η αύξηση της επιφάνειας του οικοπέδου και από ένα ορισμένο σημείο - η εισαγωγή επανάληψης. Έτσι, η ακρίβεια του πειράματος αυξάνεται.[...]

Σε πολυετείς οκτοπλοειδείς μορφές σιταριού (2u = 56), χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της τεχνητής μεταλλαξιογένεσης, λάβαμε μια σειρά από ενδιαφέρουσες μορφές: στο μη καταφύγιο M 115 - No. 6 (102), στο M 990 - No. 15/46, Νο. 15/41, κ.λπ. Ακόμη και σε ισχυρούς ανέμους και τις παρατεταμένες κρύες βροχές της καλλιεργητικής περιόδου του 1976, αυτοί οι αριθμοί επιλογής δεν γνώρισαν διαμονή. Στην ομάδα των πολύανθων μεταλλαγμένων, ο αριθμός των κόκκων ανά σταχύλι κυμαινόταν από 4,0 έως 5,8, ενώ στον έλεγχο (αρχικές ποικιλίες) ο αριθμός των κόκκων ανά σταχύλι ήταν κατά κανόνα 2,0-2,5. Μια ξεχωριστή πολύ σημαντική ομάδα αποτελείται από μορφές με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες στον κόκκο. Εάν οι αρχικές ποικιλίες είχαν μέση περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες 15,0-16,5% επί σειρά ετών, τότε ορισμένες νέες μορφές είχαν περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη 3-5% μεγαλύτερη. Οι καλύτερες σειρές περιέχουν πάνω από 20% πρωτεΐνη στα δημητριακά.[...]

Η εργασία διατυπώνει την ακόλουθη άποψη για αυτό το πρόβλημα στην περίπτωση της μεταλλαξιογένεσης: οι μεταλλαξιογόνες επιδράσεις δεν έχουν όριο. η αντίσταση των συστημάτων προστασίας των κυττάρων σε ασθενείς επιδράσεις οδηγεί σε αδρανοποίηση, αφαίρεση αυτής της ουσίας και επούλωση της βλάβης. Η ανταπόκριση του σώματος στην έκθεση επίσης δεν έχει όριο στο ευρύτερο φάσμα επιρροών. η εμφάνιση ενός έντονου παθολογικού σημείου έχει ένα κατώφλι· εμφανίζεται μόνο όταν έχουν εξαντληθεί οι προστατευτικές ικανότητες των κυττάρων και του σώματος.[...]

Οι μεταλλάξεις μειώνουν τη βιωσιμότητα του οργανισμού σε αναλογία 1-2 φορές με το ρυθμό γαμετικής μεταλλαξιογένεσης. Μαζί με την άμεση καρκινογόνο δράση - μεταλλάξεις που διαταράσσουν την αλληλεπίδραση των κυτταρικών κλώνων στη διαδικασία ανάπτυξης και μετασχηματισμού τους, υπάρχει παραβίαση των λειτουργιών ελέγχου του ορμονικού και του ανοσοποιητικού συστήματος, στο πλαίσιο των οποίων ο κίνδυνος κακοήθων νεοπλασμάτων τόσο η χημειοτοξική όσο και η ιογενής αιτιολογία αυξάνεται. Η μεταλλαξιογένεση, η οποία συνοδεύει την ενσωμάτωση ενός ιικού σωματιδίου στο κυτταρικό γονιδίωμα, μπορεί επίσης να αυξηθεί λόγω της ανοσολογικής ανεπάρκειας του σώματος, της εμφάνισης νέων στελεχών ιών ή και των δύο.

Η ικανότητα των καλλιεργειών να αποτοξινώνονται ενισχύεται από την προσαρμογή τους στα φυτοφάρμακα, καθώς και ως αποτέλεσμα της χημικής μεταλλαξιογένεσης. Οι μέθοδοι γενετικής μηχανικής χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μεταλλαγμένων μικροοργανισμών που μπορούν να καταστρέψουν αποτελεσματικά τα ξενοβιοτικά. Επιπλέον, δεν πρέπει να αποκλείεται ο αυτοκαθαρισμός των εδαφών ως αποτέλεσμα της υποβάθμισης των φυτοφαρμάκων με διάφορους τρόπους: καθαρά χημική καταστροφή, φωτοξείδωση, έκπλυση, εξάτμιση, αποτοξίνωση με τη συμμετοχή ζώων και φυτών. Ωστόσο, η κύρια διαδικασία βιοαποδόμησης φυτοφαρμάκων είναι η μικροβιολογική αποδόμηση και μετασχηματισμός[...]

Ο τρόπος δημιουργίας των πληθυσμών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον πολιτισμό. Έτσι, όταν εργάζεστε με κριθάρι, τόσο ο υβριδισμός όσο και η μεταλλαξιογένεση δίνουν καλά αποτελέσματα. Ο υβριδισμός χρησιμοποιείται ευρέως στην εκτροφή σιταριού, αλλά η αυτοπολυπλοειδία δεν έχει προοπτική. Αντίθετα, στη σίκαλη, τα αυτοπολυπλοοειδή έχουν αναπαραγωγική αξία.[...]

Είναι γνωστό ότι με τη συνεχή κατανάλωση νερού με υψηλή περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα (πάνω από 150 mg/l), ο μεταβολισμός διαταράσσεται, αυξάνεται η μεταλλαξιογένεση, προκαλώντας σοβαρή ασθένεια - τοξική κυάνωση (μεθαιμοσφαιριναιμία). Τα παιδιά υποφέρουν ιδιαίτερα από αυτή την ασθένεια.[...]

Ωστόσο, το ζήτημα της επίδρασης κατωφλίου της έκθεσης δεν είναι τόσο σαφές εάν δεν μιλάμε για τις τοξικές επιδράσεις μιας ουσίας, αλλά για τη μεταλλαξιογένεση χημικών ή ακτινοβολίας.[...]

Η μελέτη της μεταβλητότητας των παθογόνων βακτηρίων οδήγησε στην ανακάλυψη εμβολίων και στη δημιουργία σύγχρονων μεθόδων για τη διάγνωση μολυσματικών ασθενειών. Η χρήση πειραματικής μεταλλαξιογένεσης κατέστησε δυνατή τη δημιουργία εξαιρετικά ενεργών φυλών και μεταλλαγμάτων παραγωγών αντιβιοτικών. Η βιβλιογραφία για τη μεταβλητότητα των εντερικών βακτηρίων (G.P. Kalina και D.G. Kudlay), της ζύμης (V.I. Kudryavtsev), των αναερόβιων βακτηρίων κυτταρίνης (M.N. Rotmistrov) μας επιτρέπει να θεωρήσουμε την έρευνα σε αυτόν τον τομέα πολύ σημαντική. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η έρευνα για τη μεταβλητότητα και την επιλογή των μικροβίων που καταστρέφουν συνθετικούς ρύπους στα βιομηχανικά λύματα δεν θα είναι λιγότερο καρποφόρα.[...]

Οι βιοχημικές μέθοδοι είναι οι πιο υποσχόμενες. Υπάρχουν δύο κατευθύνσεις εδώ: επηρεασμός των οδών ενδοκυτταρικής οξείδωσης χωρίς να επηρεάζεται η γενετική βάση του κυττάρου και κατευθυνόμενη μεταλλαξιογένεση με τη δημιουργία βακτηριακών καλλιεργειών με καθορισμένες ιδιότητες. Έχουν ήδη ληφθεί πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα στην έρευνα και στις δύο κατευθύνσεις, αλλά η έρευνα δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί και δεν έχει εγκαταλείψει το στάδιο του εργαστηριακού πειράματος[...]

Η αύξηση των συγκεντρώσεων των νιτρικών στα υπόγεια ύδατα επηρεάζει αρνητικά την ανθρώπινη υγεία, προκαλώντας αρνητικές επιπτώσεις στο καρδιαγγειακό σύστημα, μεταβολικές διαταραχές, αυξημένη μεταλλαξιογένεση κ.λπ. .. ]

Έχει σημειωθεί η πιθανότητα μακροπρόθεσμων επιπτώσεων στον οργανισμό κατά τη χρήση φυτοφαρμάκων. Αυτό απαιτεί μια ενδελεχή μελέτη της επίδρασης αυτών των ενώσεων στην κυτταρική διαίρεση των θηλαστικών. Η καρκινογένεση, η μεταλλαξιογένεση και η τερατογένεση μπορεί να είναι ανεπιθύμητες συνέπειες της έκθεσης τόσο στις ίδιες τις συνθετικές οργανικές ενώσεις όσο και στους μεταβολίτες τους.[...]

Η επίδραση των δηλητηριωδών (τοξικών) ενώσεων στους υδρόβιους οργανισμούς εξαρτάται από τη συγκέντρωσή τους. Σε υψηλές συγκεντρώσεις τοξικών ενώσεων, συμβαίνει ο θάνατος των υδροβιοόντων· σε χαμηλές συγκεντρώσεις, ο μεταβολισμός, ο ρυθμός ανάπτυξης, η μεταλλαξιογένεση (κληρονομικά χαρακτηριστικά), η απώλεια της αναπαραγωγικής ικανότητας κ.λπ. αλλάζουν. Δεδομένου ότι οι μεμονωμένοι πληθυσμοί (για παράδειγμα, το ζωοπλαγκτόν) είναι πολύ ευαίσθητες σε τοξικές ουσίες, είναι ήδη μικρές συγκεντρώσεις των τελευταίων προκαλούν το θάνατο μεμονωμένων πληθυσμών, γεγονός που επηρεάζει τη βιοκένωση στο σύνολό της.[...]

Στο Σχ. Το Σχήμα 1 δείχνει την κατανομή των παιδιών που είναι φορείς διαφόρων τύπων χρωμοσωμικών ανωμαλιών. Στην πλειονότητα των παιδιών που ζουν σε καθαρές περιοχές (ομάδα ελέγχου), βρέθηκαν μεμονωμένα χρωματιδικά θραύσματα-εκτροπές χαρακτηριστικές της αυθόρμητης μεταλλαξιογένεσης και μόνο 2 παιδιά (12,5%) ήταν φορείς ζευγαρωμένων χρωμοσωμικών θραυσμάτων. Μπορεί να φανεί ότι το υψηλότερο ποσοστό ατόμων που φέρουν απλές χρωμοσωμικές ανωμαλίες (ζευγάρικα θραύσματα, σπασίματα κεντρομερών, διαγραφές) εντοπίστηκε στην ομάδα παιδιών που γεννήθηκαν το 1982 – αρχές του 1986, τα οποία έλαβαν υψηλή δόση στον θυρεοειδή αδένα εκείνη τη στιγμή. του ατυχήματος (η καταγεγραμμένη δόση ήταν 200 rem και άνω). Το ποσοστό των παιδιών που φέρουν ζευγαρωμένα θραύσματα, κεντρομερή θραύσματα, διαγραφές στις ομάδες των παιδιών που ακτινοβολήθηκαν προγεννητικά και των παιδιών που γεννήθηκαν μετά το ατύχημα το 1987-92 είναι ελαφρώς υψηλότερο από ό,τι στις ομάδες παιδιών που γεννήθηκαν το 1982 - αρχές του 1986 (με μη ακτινοβολημένο θυρεοειδής αδένας) και γεννήθηκε το 1994-2000[...]

Όπως έδειξε η εργασία με τον κυπρίνο του Καζακστάν, στους απογόνους της πρώτης γενιάς μετά από μεταλλαξιογόνο έκθεση, παρατηρείται αυξημένη φαινοτυπική μεταβλητότητα σε πολλά ποσοτικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου του σωματικού βάρους. Η χρήση επαγόμενης μεταλλαξιογένεσης συνιστάται σε περιπτώσεις σοβαρής εξάντλησης της γενετικής μεταβλητότητας στο επιλεγμένο κοπάδι.[...]

Ειδικές γενετικές μέθοδοι. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους, τέτοιες μέθοδοι συνεπάγονται άμεσο αντίκτυπο στον μηχανισμό της κληρονομικότητας, οδηγώντας σε αλλαγές στη δομή των μεμονωμένων γονιδίων, χρωμοσωμάτων και γονότυπων στο σύνολό τους. Τέτοιες μέθοδοι περιλαμβάνουν: επαγόμενη μεταλλαξιογένεση, επαγόμενη γυναικογένεση και ανδρογένεση, ρύθμιση φύλου, παραγωγή στείρων ψαριών κ.λπ. Οι προοπτικές χρήσης τέτοιων μεθόδων στα ψάρια συνδέονται με τα βιολογικά χαρακτηριστικά των τελευταίων και, κυρίως, με υψηλή γονιμότητα και εξωτερική γονιμοποίηση.[...]

Η σύγκριση ορισμένων ισομερών (μεθυλάσες που αναγνωρίζουν ταυτόσημες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων) κατέστησε δυνατή την ταυτοποίηση παρόμοιων αλληλουχιών στις μεταβλητές περιοχές, οι οποίες υποτίθεται ότι είναι υπεύθυνες για την αναγνώριση υποστρώματος. Έτσι, η μεταβλητότητα στην εξειδίκευση των μεθυλασών διασφαλίζεται από συνδυασμούς θέσεων αναγνώρισης στον κύριο κορμό, στους οποίους συγκεντρώνονται οι θέσεις δέσμευσης Adomet και η εισαγωγή μιας ομάδας CH3 στην 5η θέση της κυτοσίνης.[...]

Πληθυσμιακή αύξηση, «δημογραφική έκρηξη». Κρίση πόρων: εδαφικοί πόροι (έδαφος, ορυκτοί πόροι), ενεργειακοί πόροι. Αυξημένη περιβαλλοντική επιθετικότητα: ρύπανση νερού και αέρα, αυξημένη παθογένεια μικροοργανισμών. Αλλαγές στη γονιδιακή δεξαμενή: παράγοντες μεταλλαξιογένεσης, γενετική μετατόπιση, φυσική επιλογή.[...]

Η έρευνα του Biota έπρεπε να διεξαχθεί στο βιοκαινιστικό (σύνθεση του βιολογικού οργανισμού, αλλαγές του, λειτουργική δραστηριότητα ζωής και βιολογική παραγωγικότητα), είδη (δυναμική πληθυσμού των ειδών δεικτών), φυσιολογικά (φωτοσύνθεση, αναπνοή, ανάπτυξη, αναπαραγωγή) και μοριακή γενετική (μεταλλαξιγένεση, τερατογένεση) επίπεδα. Αυτές οι μελέτες θα πρέπει να σχετίζονται στενά με παρατηρήσεις του αβιοτικού συστατικού της βιόσφαιρας.[...]

Από όλα τα παραπάνω, προκύπτει ότι κατά την εργασία με ασημένιο κυπρίνο, η κύρια προσοχή πρέπει να δοθεί στον υβριδισμό. Ωστόσο, η επιτυχία του υβριδισμού θα επηρεαστεί από την έλλειψη αρχικού υλικού αναπαραγωγής. Μια γενετική τεχνική όπως η επαγόμενη μεταλλαξιογένεση μπορεί να είναι χρήσιμη για την εξάλειψη αυτής της συμφόρησης.[...]

Είναι ακόμα δύσκολο να μιλήσουμε για τον αντίκτυπο της τεχνογενούς περίσσειας φυσικής ακτινοβολίας υποβάθρου στη ζωή της οικοσφαιρικής. Δεν γνωρίζουμε ακόμη πώς η αποσυμπίεση των βυθισμένων εμπορευματοκιβωτίων με ραδιονουκλεΐδια και αντιδραστήρες βυθισμένων υποβρυχίων μπορεί να επηρεάσει τη βιολογική ζωή των ωκεανών. Σε κάθε περίπτωση, μπορούμε να υποθέσουμε μια ελαφρά αύξηση στο επίπεδο της μεταλλαξιογένεσης.[...]

Πρακτικά δεν έχουν απομείνει περιοχές στον κόσμο με παρθένα φύση ή καθαρές φυσικές φυτικές κοινότητες. Η διαδοχή επιταχύνεται, στοιχείο της οποίας είναι η πλήρης εξαφάνιση των φυτών ή η μετάβασή τους στην κατηγορία των σπάνιων και απειλούμενων ειδών. Η αύξηση του ανθρωπογενούς φορτίου οδηγεί σε εντατικοποίηση των διαδικασιών υβριδογένεσης, μεταλλαξιογένεσης και καρκινογένεσης, επηρεάζοντας το παγκόσμιο γενετικό ταμείο. Έτσι, πολλές από τις κύριες καλλιέργειες σιτηρών στις ανεπτυγμένες χώρες έχουν περιορισμένη γενετική βάση και παρατηρείται γενετική διάβρωση των ειδών. Ως αποτέλεσμα της ερημοποίησης, της αποψίλωσης των δασών, κυρίως των τροπικών δασών, της μείωσης της ετερογένειας των οικοσυστημάτων και της μείωσης της κατασταλτικής του εδάφους, οι άνθρωποι μπορεί να χάσουν πολλά είδη χωρίς να μάθουν ποτέ για την ύπαρξή τους και τον ρόλο που έπαιξαν.

Οι αυξητικές ουσίες είναι απαραίτητες για το σχηματισμό βιοκενόδων ενεργού λάσπης, ενισχύοντας τη βιοχημική δραστηριότητα των βακτηρίων που καταστρέφουν διάφορους ρύπους, καθώς και για τη διατήρηση των βέλτιστων συνθηκών που επηρεάζουν τη βιοχημική δραστηριότητα των μικροοργανισμών. Είναι επίσης σημαντικά για την απομόνωση και την επιλογή νέων στελεχών μικροοργανισμών με υψηλή ειδική δράση. Οι αυξητικές ουσίες της ενεργοποιημένης ιλύος μελετώνται σε οικολογικές, βιοχημικές και γενετικές πτυχές, ειδικά όταν χρησιμοποιείται μεταλλαξογένεση για τη λήψη πολύ ενεργών καλλιεργειών βακτηρίων καταστροφών. Τα θέματα αυτά καλύπτονται αναλυτικά σε ειδικές μελέτες.[...]

Είναι γνωστό ότι η Ν-μεθυλ-Κ-νιτρο-]Μ-νιτροσογουανιδίνη έχει ισχυρή μεταλλαξιογόνο δράση στο DNA. Οι Singer και Frenkel-Konrath έδειξαν ότι αυτή η ένωση απενεργοποιεί εύκολα το TMV RNA. το ποσοστό μετάλλαξης αποδεικνύεται πολύ χαμηλό. Τα άθικτα ιικά σωματίδια αδρανοποιούνται από αυτή την ένωση πολύ πιο αργά και ο ρυθμός μετάλλαξης είναι υψηλός. Ο χημικός μηχανισμός της μεταλλαξογόνου δράσης αυτής της ένωσης δεν έχει τεκμηριωθεί. Σε ένα υδάτινο περιβάλλον, η μεθυλίωση της γουανίνης λαμβάνει χώρα στη θέση 7, αλλά, προφανώς, αυτή η αντίδραση δεν αποτελεί τη βάση της μεταλλαξιογένεσης.[...]

Ένας τεράστιος όγκος υλικού για την επίδραση της ακτινοβολίας στη βλάστηση παρασχέθηκε από μια μελέτη των συνεπειών των ατυχημάτων με ραδιενέργεια στα Νότια Ουράλια και το Τσερνόμπιλ (για μια ανασκόπηση, βλέπε Sokolov, Krivolutsky, 1998). Αν και τα επίπεδα φορτίου ακτινοβολίας που μελετώνται εκεί είναι πολλές φορές υψηλότερα από εκείνα που συναντώνται συνήθως κοντά σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, ορισμένα γενικά μοτίβα που βρίσκονται σε αυτές τις περιοχές υψηλής ραδιενέργειας ισχύουν και για περιοχές με χαμηλά επίπεδα ρύπανσης. Αποδείχθηκε ότι σε μολυσμένες περιοχές (και σε αντίστοιχα πειράματα) το επίπεδο της αυθόρμητης μεταλλαξιογένεσης σε όλα τα είδη φυτών που μελετήθηκαν (που καθορίζεται από την παρουσία μη φυσιολογικών χρωμοσωμάτων) είναι πάντα αισθητά διαφορετικό (Shevchenko et al., 1993). Δεδομένα από φυτά καλλιεργειών προτείνουν επίσης αυτό (για ανασκόπηση, βλέπε Priester et al. 1991). Μεταλλάξεις στο φυτό Tradescantia εμφανίστηκαν όταν ακτινοβολήθηκε με δόση μόνο 2,5 mGy (Sparrow et al., 1972).[...]

Μεταβαίνοντας από τους οικοτύπους σε ολοένα και πιο λεπτομερείς αναλύσεις των δομών του πληθυσμού, οι βιολόγοι γίνονται όλο και πιο ικανοί στην ανίχνευση της παραλλαγής που προκαλείται από την επιλογή εντός μικρών τοπικών πληθυσμών. Αυτή η μεταβλητότητα είναι γνωστή ως πολυμορφισμός. Πιο συγκεκριμένα, ο γενετικός πολυμορφισμός είναι «η συνύπαρξη εντός του ίδιου οικοτόπου δύο ή περισσότερων σαφώς διακριτών ενδοειδικών μορφών και σε τέτοιες αναλογίες που η συνεχής παρουσία της σπανιότερης από αυτές τις μορφές δεν μπορεί να αποδοθεί αποκλειστικά σε συνεχή μεταλλαξιογένεση και μετανάστευση» (Rog [. ..]

Οι διαφορές στον αριθμό των γονιδιωμάτων επηρεάζουν την προσαρμοστικότητα και τη σταθερότητα ενός είδους στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Η αύξηση του αριθμού των γονιδίων, των ανασυνδυασμών και ιδιαίτερα της ετεροζυγωτίας πιθανώς συμβάλλει σε πιο δυναμική ανάπτυξη και καλύτερη προσαρμοστικότητα. Τα πολυπλοειδή - chukuchanov και ορισμένα κυπρίνίδια (κυπρίνος, ασημένιος σταυρός, μπάρα) - σε σύγκριση με διπλοειδείς εκπροσώπους σχετικών ταξινομικών κατηγοριών, είναι μεγαλύτερα σε μέγεθος, ζουν περισσότερο και έχουν υψηλότερη οικολογική προσαρμοστικότητα. Υπό το πρίσμα αυτών των δεδομένων, εξηγείται ένα άλλο χαρακτηριστικό της χημικής μεταλλαξιογένεσης σε πειράματα με ασημένιο κυπρίνο, που σχετίζεται με την εφαρμογή των περισσότερων από τις διαταραχές που προκαλούνται από μεταλλαξιογόνους παράγοντες στην εμβρυϊκή περίοδο.[...]

Υπό την επίδραση όλων αυτών των παραγόντων - χημικών, φυσικών και βιολογικών - οι μικροοργανισμοί αλλάζουν τις ιδιότητές τους. Στα βακτήρια, το σχήμα μεμονωμένων ατόμων και αποικιών, οι βιοχημικές ιδιότητες, ο σχηματισμός σπορίων, ο σχηματισμός γλυκοζυλίωσης, η δραστηριότητα ζύμωσης, η παθογένεια, κ.λπ. Μελετώντας τη μεταβλητότητα διαφόρων μικροοργανισμών, οι ερευνητές έμαθαν να ελέγχουν αυτή τη διαδικασία, δημιουργώντας τύπους βακτηρίων που έχουν τις ιδιότητες που χρειάζεται ο άνθρωπος. Σύμφωνα με τις σύγχρονες απόψεις, η κληρονομική μετάδοση νέων ιδιοτήτων συμβαίνει όταν διάφοροι παράγοντες, όπως οι ακτίνες Χ, επηρεάζουν ένα συγκεκριμένο τμήμα του νουκλεϊκού οξέος που είναι ο φορέας της κληρονομικότητας στο κύτταρο. Αυτό το τμήμα του νουκλεϊκού οξέος θα αλλάξει και η νέα ιδιότητα θα κληρονομηθεί από τις επόμενες γενιές βακτηρίων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξιογένεση.

Μυοκτονίαχαρακτηρίζεται από ποικίλη τοξικότητα. Για παράδειγμα, το αντιπηκτικό βαρφαρίνη είναι σχετικά ασφαλές για μη τρωκτικά επειδή η τοξικότητα εξαρτάται από τη συχνότητα χορήγησής του. Ταυτόχρονα, ένα από τα πιο αποτελεσματικά τρωκτικοκτόνα, το φθοροξικό νάτριο και το φθοριοακεταμίδιο, είναι εξαιρετικά τοξικά για τον άνθρωπο.

Στρυχνίνη, δηλητηριώδης αλκαλοειδές, που χρησιμοποιείται ακόμα περιστασιακά ως φυτοφάρμακο, είναι αιτία τυχαίων δηλητηριάσεων. Η δράση του σχετίζεται με αύξηση της νευρικής διεγερσιμότητας, η οποία οδηγεί σε σοβαρούς σπασμούς που προκαλούνται από τον αποκλεισμό των ανασταλτικών νευρώνων, μεσολαβητής των οποίων είναι η γλυκίνη.

Αλλα μυοκτονίαπεριλαμβάνουν λευκό ή κίτρινο στοιχειακό φώσφορο. Το φωσφίδιο ψευδάργυρου αντιδρά με το νερό και το οξύ στο στομάχι και προκαλεί το σχηματισμό εξαιρετικά δηλητηριώδους φωσφίνης. Το θειικό θάλλιο είναι μια πολύ επικίνδυνη χημική ουσία που επηρεάζει όλους τους τύπους τρωκτικών, επομένως η χρήση του ρυθμίζεται αυστηρά σε πολλές χώρες.

Ζιζανιοκτόναέχουν γενικά χαμηλή τοξικότητα για τον άνθρωπο, αλλά μπορεί να προκαλέσει θάνατο. Η διοξίνη και τα παράγωγά της, που βρίσκονται ως ακαθαρσίες στα ζιζανιοκτόνα, είναι υποπροϊόν των διαδικασιών παραγωγής με χρήση χλωρίου (για παράδειγμα, χαρτοποιία). Ορισμένες επιδημιολογικές μελέτες σε ανθρώπους υποδεικνύουν ότι η διοξίνη σε υψηλές συγκεντρώσεις έχει χαμηλή τοξικότητα, ενώ άλλες υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι καρκινογόνος και τερατογόνος.

Κάποιοι αντικαταστάθηκαν δινιτροφαινόλες, που χρησιμοποιείται για τη θανάτωση των ζιζανίων, προκαλεί δηλητηρίαση στον άνθρωπο με δινιτροορθοκρεσόλη. Η βραχυπρόθεσμη τοξικότητα της δινιτροφαινόλης οφείλεται στην αποσύνδεση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Ο θάνατος ή η ανάρρωση επέρχεται εντός 24-48 ωρών.

Ενα από τα πολλά κοινόςΣτον κόσμο των ζιζανιοκτόνων, το paraquat είναι η αιτία πολλών τυχαίων ή αυτοκτονικών δηλητηριάσεων. Επηρεάζει τους πνεύμονες, το συκώτι και τα νεφρά. Η σοβαρότητα των λανθάνοντων πνευμονικών βλαβών απαιτεί επείγοντα θεραπευτικά μέτρα. Πολλά άλλα ζιζανιοκτόνα έχουν σχετικά χαμηλή τοξικότητα.
Μυκητοκτόνααποτελούν μια ετερογενή ομάδα χημικών ουσιών και ορισμένες από αυτές έχουν μελετηθεί ευρέως για τοξικότητα. Τα διθειοκαρβαμιδικά έχουν τερατογόνο και/ή καρκινογόνο δράση.

Καρκινογένεση και μεταλλαξιογένεση

Είναι γνωστό ότι ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ, όπως το χλωριούχο βινύλιο, το βενζόλιο και η ναφθυλαμίνη, προκαλούν καρκίνο στους ανθρώπους με μακροχρόνια έκθεση. Η κυβέρνηση των ΗΠΑ δημοσίευσε μια λίστα με 250 πιθανές καρκινογόνες ουσίες που συντίθενται χημικά ή παράγονται ακούσια. Αυτές οι ουσίες πρέπει να αποφεύγονται.

Ολόκληροςπληθυσμοί εκτίθενται σε καρκινογόνες ουσίες. Γνωστά παραδείγματα περιλαμβάνουν τον καπνό του τσιγάρου, ο οποίος περιέχει πολλές καρκινογόνες ουσίες. Η χρόνια κατανάλωση αιθανόλης αυξάνει τον κίνδυνο καρκίνου του οισοφάγου και του ήπατος. Η καύση άνθρακα μολύνει τα τρόφιμα με καρκινογόνους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (καρκινογόνοι υδρογονάνθρακες βρίσκονται στην λιθανθρακόπισσα). Ορισμένα τρόφιμα περιέχουν φυσικές καρκινογόνες ουσίες (φυτικής και μυκητιακής προέλευσης) και αυτό μπορεί να εξηγήσει εν μέρει τις περιφερειακές διαφορές στη συχνότητα εμφάνισης ορισμένων μορφών καρκίνου που απαντώνται σε όλο τον κόσμο.
Για πολλούς επαγγέλματαΤα τελευταία 150 χρόνια, έχει ανακαλυφθεί συσχέτιση με αρκετά συγκεκριμένους τύπους καρκίνου.

Επί του παρόντος εγκατεστημένο προφανείς παράγοντες κινδύνουκαι όσες θέσεις εργασίας δεν προστατεύονται επαρκώς καταργούνται. Σε άλλες περιπτώσεις, οι αιτιώδεις σχέσεις μεταξύ του επαγγέλματος και του κινδύνου καρκίνου θεωρούνται μόνο πιθανές, καθώς πρέπει να παρέχονται επίσημα στοιχεία για την παρουσία καρκινογόνων ουσιών. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι υπάρχει εξαιρετικά υψηλή συχνότητα καρκίνου μεταξύ των πυροσβεστών.

Χημική καρκινογένεσηπεριλαμβάνει διάφορα στάδια. Η φύση, καθώς και η διάρκεια, η δόση και η συχνότητα της έκθεσης έχουν μεγάλη σημασία. Η χημική πρόκληση καρκίνου περιλαμβάνει τις διαδικασίες έναρξης, ενεργοποίησης και εξέλιξης.

Την έναρξη(παράγοντες έναρξης) είναι μια διαδικασία μετασχηματισμού φυσιολογικών κυττάρων σε κύτταρα όγκου, που προκαλείται από την επίδραση μιας καρκινογόνου ουσίας στο DNA. Ένας αριθμός πρόσθετων αντιδράσεων εμπλέκονται στη μετατροπή των μετασχηματισμένων κυττάρων σε κακοήθη. Στα ζώα, οι χημικοί ενεργοποιητές αυξάνουν τη συχνότητα εμφάνισης όγκων ή μειώνουν τη λανθάνουσα περίοδο ανάπτυξης του όγκου, αν και οι ίδιοι δεν δρουν απευθείας στο DNA και δεν προκαλούν μεταλλάξεις.

Μετάλλαξηείναι μια διαταραχή στην αλληλουχία μιας αλυσίδας DNA που μπορεί να αλλάξει τον φαινότυπο του κυττάρου. Η αυθόρμητη μεταλλαξογένεση εμφανίζεται συνεχώς λόγω άγνωστων μηχανισμών. Τα κύτταρα έχουν τους δικούς τους προστατευτικούς και επισκευαστικούς μηχανισμούς που συνήθως εμποδίζουν την εμφάνιση τέτοιων μεταλλάξεων. Ωστόσο, τα μεταλλαξιογόνα είναι ικανά να αυξήσουν το ρυθμό μεταλλαξιογένεσης κατά 10-1000 φορές και να ξεπεράσουν τους κυτταρικούς αμυντικούς μηχανισμούς. Είναι πολύ πιθανό οι μεταλλάξεις να προκαλούν καρκίνο σε κύτταρα που είναι ελλιπή σε ένζυμα επιδιόρθωσης του DNA ή σε κύτταρα στα οποία η κυτταρική διαίρεση συμβαίνει τόσο γρήγορα που το DNA δεν επιδιορθώνεται πλήρως. Πολλοί καρκίνοι φαίνεται να ξεκινούν ως μια κοινή μετάλλαξη ή είναι κληρονομικοί.

Επίδραση χημικών καρκινογόνων ουσιώνμπορεί να είναι είτε γονιδιοτοξική είτε επιγενετική. Οι γονιδιοτοξικές καρκινογόνες ουσίες συνδέονται ομοιοπολικά με το DNA και προκαλούν γενετικές μεταλλάξεις. Το μεταλλαξιογόνο δυναμικό μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας έναν αριθμό δοκιμών, όπως το τεστ μεταλλαξιογένεσης βακτηρίων Ames. Τα γονιδιοτοξικά καρκινογόνα, με τη σειρά τους, μπορούν να χωριστούν σε υποκατηγορίες ανάλογα με το αν υφίστανται βιομετατροπή για να ενεργοποιηθούν ή όχι. Τα περισσότερα γονιδιοτοξικά καρκινογόνα είναι στην πραγματικότητα προκαρκινογόνα, ή παράγοντες που εξαρτώνται από την ενεργοποίηση. Τυπικά προκαρκινογόνα είναι οι νιτροζαμίνες.

Επιγενετικά καρκινογόναενισχύουν τις επιδράσεις των γονιδιοτοξικών προκαρκινογόνων μέσω των ακόλουθων μηχανισμών:
αύξηση της συγκέντρωσης τελεστή της γονοτοξίνης.
ενίσχυση της μεταβολικής ενεργοποίησης της γονοτοξίνης.
μείωση της αποτοξίνωσης από γονοτοξίνες.
αναστολή της επιδιόρθωσης του DNA.
ενισχύοντας τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων με κατεστραμμένο DNA.

Ογκος ενεργοποιητέςαυξάνουν την καρκινογόνο δράση μετά από έκθεση σε γονοτοξίνη. Η δράση των εστέρων φορβόλης, που είναι ενεργοποιητές όγκου, πραγματοποιείται μέσω της ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης C. Ένας ισχυρός ενεργοποιητής όγκου είναι η διοξίνη. Οι ανοσοκατασταλτικοί παράγοντες είναι επίσης επιγενετικοί καρκινογόνοι παράγοντες που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα και ως εκ τούτου προάγουν την καρκινογένεση.

Γενετική κίνδυνος ρύπανση περιβάλλων περιβάλλον μεταλλαξιογόνα

Όλοι οι παράγοντες μεταλλαξιογένεσης μπορούν να χωριστούν σε 3 τύπους: φυσικός,

χημική ουσίαΚαι βιολογικός.

Αναμεταξύ φυσικόςπαράγοντες μείζονος σημασίας είναι ο ιονισμός

μαινόμενη ακτινοβολία. Ιοντίζουσα ακτινοβολία διαιρέστε στο:

ηλεκτρομαγνητικά (κύμα), αυτά περιλαμβάνουν ακτίνες Χ με μήκος

κύματα από 0,005 έως 2 nm, ακτίνες γάμμα και κοσμικές ακτίνες.

σωματική ακτινοβολία - σωματίδια βήτα (ηλεκτρόνια και θετικο-

ny), πρωτόνια, νετρόνια (γρήγορα και θερμικά), σωματίδια άλφα (ατομικοί πυρήνες

mov ηλίου) κ.λπ. Διέλευση από ζωντανή ύλη, ιονίζουσα ακτινοβολία

εκτόξευση των ηλεκτρονίων από το εξωτερικό περίβλημα των ατόμων και των μορίων, γεγονός που οδηγεί σε

τους χημικούς μετασχηματισμούς τους.

Διαφορετικά ζώα έχουν διαφορετικές ευαισθησίες

έως την ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία κυμαίνεται από 700 ρεντογόνα για έναν άνθρωπο

έως και εκατοντάδες χιλιάδες και εκατομμύρια ρεντογόνα για βακτήρια και ιούς. Joni-

Το μέγεθος της ακτινοβολίας προκαλεί, πρώτα απ 'όλα, αλλαγές στη γενετική

sk συσκευή του κυττάρου. Έχει αποδειχθεί ότι ο κυτταρικός πυρήνας είναι 100 χιλιάδες φορές ευαίσθητος -

λιγότερο ευαίσθητο στην ακτινοβολία από το κυτταρόπλασμα. Σημαντικά πιο ευαίσθητο στην ακτινοβολία είναι μη

ώριμα γεννητικά κύτταρα (σπερματογονία) από τα ώριμα (σπερματοζωάρια). DNA

τα χρωμοσώματα είναι πιο ευαίσθητα στις επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Ανάπτυξη από-

Οι αλλαγές εκφράζονται σε γονιδιακές μεταλλάξεις και χρωμοσωμικές αναδιατάξεις.

Έχει αποδειχθεί ότι η συχνότητα των μεταλλάξεων εξαρτάται από τη συνολική δόση ακτινοβολίας και

ευθέως ανάλογη με τη δόση ακτινοβολίας.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία δεν επηρεάζει τη γενετική συσκευή

μόνο άμεσα, αλλά και έμμεσα. Προκαλούν ραδιόλυση του νερού. Αναδυόμενες

Σε αυτή την περίπτωση, οι ρίζες (H +, OH–) έχουν καταστροφικό αποτέλεσμα.

Οι υπεριώδεις ακτίνες UV είναι ισχυροί φυσικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες.

(μήκος κύματος έως 400 nm), που δεν ιονίζουν τα άτομα, αλλά διεγείρουν

τα ηλεκτρονικά τους κελύφη. Ως αποτέλεσμα, αναπτύσσονται χημικές αντιδράσεις στα κύτταρα

που μπορεί να οδηγήσει σε μετάλλαξη. Η συχνότητα των μεταλλάξεων αυξήθηκε

αυξάνεται με την αύξηση του μήκους κύματος στα 240–280 nm (αντιστοιχεί στο φάσμα

απορρόφηση DNA). Οι ακτίνες UV προκαλούν γονιδιακές και χρωμοσωμικές ανακατατάξεις,

αλλά σε πολύ μικρότερες ποσότητες από την ιονίζουσα ακτινοβολία.

Αυξάνεται ένα πολύ ασθενέστερο φυσικό μεταλλαξιογόνο

θερμοκρασία. Η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 αυξάνει τη συχνότητα της μετάλλαξης

3-5 φορές. Σε αυτή την περίπτωση, οι γονιδιακές μεταλλάξεις εμφανίζονται κυρίως στα κατώτερα όργανα

νισμός. Σε θερμόαιμα ζώα με σταθερή θερμοκρασία σώματος και

Αυτός ο παράγοντας δεν επηρεάζει το άτομο.

Χημική ουσία μεταλλαξιογόναπεριέχει πολλούς διαφορετικούς τύπους

κοινωνίες και ο κατάλογός τους ενημερώνεται συνεχώς. Το ισχυρότερο χημικό

Κινεζικά μεταλλαξιογόνα είναι:

- Αλκυλιωτικόενώσεις: θειικός διμεθυλεστέρας; αέριο μουστάρδας και τα προϊόντα του

υδατική - αιθυλενοϊμίνη, νιτροσοαλκυλ-νιτρομεθυλ, νιτροσοαιθυλουρία και

κλπ. Μερικές φορές αυτές οι ουσίες είναι υπερμεταλλαξιογόνες και καρκινογόνες ουσίες.

Η δεύτερη ομάδα χημικών μεταλλαξιγόνων αποτελείται από ανάλογα άζωτο-

δροσερός αιτιολογικό(5-βρωμοουρακίλη, 5-βρωμοδεοξυουροδίνη, 8-αζωγουανίνη, 2-

αμινοπουρίνη, καφεΐνη, κ.λπ.).

Η τρίτη ομάδα αποτελείται ακριδίνη βαφές(κίτρινο ακριδίνης-

κίτρινο, πορτοκαλί, προλαβίνη).

Η τέταρτη ομάδα αποτελείται διαφορετικόςανάλογα με τη δομή της ουσίας: αζω-

Τυρούχο οξύ, υδροξυλαμίνη, διάφορα υπεροξείδια, ουρεθάνη, φορμαλδεΰδη.

Χημικά μεταλλαξιογόνα μπορούν να επάγουν τόσο γονίδιο όσο και χρωμο-

μερικές μεταλλάξεις. Προκαλούν περισσότερες γονιδιακές μεταλλάξεις παρά ιονισμό

την ακτινοβολία και τις ακτίνες UV.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ βιολογικός μεταλλαξιογόναπεριλαμβάνει ορισμένους τύπους ιών. Αντίο-

Είναι γνωστό ότι οι περισσότεροι ανθρώπινοι, ζωικοί και φυτικοί ιοί προκαλούνται

Υπάρχουν μεταλλάξεις στη Drosophila. Υποτίθεται ότι τα μόρια των ιών DNA είναι προ-

εισάγετε ένα μεταλλαξιογόνο στοιχείο. Η ικανότητα των ιών να προκαλούν μεταλλάξεις

βρίσκεται σε βακτήρια και ακτινομύκητες.

Προφανώς, όλα τα μεταλλαξιογόνα, τόσο φυσικά όσο και χημικά, είναι

είναι καταρχήν καθολικές, δηλαδή μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις σε οποιαδήποτε μορφή ζωής

κανενα απο τα δυο. Για όλους τους γνωστούς μεταλλαξιογόνους παράγοντες δεν υπάρχει χαμηλότερο όριο για τη μεταλλαξιογόνα τους

γονιδιακή δράση.

Οι μεταλλάξεις προκαλούν συγγενείς παραμορφώσεις και κληρονομικές ασθένειες

πρόσωπο. Ως εκ τούτου, το επείγον καθήκον είναι να προστατεύσουμε τους ανθρώπους από

επιδράσεις μεταλλαξιγόνων. Μεγάλη σημασία από αυτή την άποψη ήταν η απαγόρευση

δοκιμές πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα. Είναι πολύ σημαντικό να τηρούνται τα μέτρα

προστασία των ανθρώπων από την ακτινοβολία στην πυρηνική βιομηχανία, όταν εργάζονται με ισότοπα,

ακτινογραφίες. Τα αντιμεταλλαξιογόνα μπορούν να παίξουν έναν ορισμένο ρόλο - ουσίες

παράγοντες που μειώνουν την επίδραση μεταλλαξιγόνων (κυστεαμίνη, κινακρίνη, ορισμένα

που είναι σουλφοναμίδια, παράγωγα προπιονικού και γαλλικού οξέος).

Οποιεσδήποτε μεταλλάξεις μπορεί να συμβούν αυθόρμητα ή να προκληθούν. Αυθόρμητες μεταλλάξειςεμφανίζονται υπό την επίδραση άγνωστων φυσικών παραγόντων και οδηγούν σε σφάλματα κατά την αντιγραφή του DNA. Προκαλούμενες μεταλλάξειςπροκύπτουν υπό την επίδραση ειδικών κατευθυνόμενων παραγόντων που αυξάνουν τη διαδικασία μετάλλαξης. Παράγοντες φυσικής, χημικής και βιολογικής φύσης έχουν μεταλλαξιογόνο δράση.

Μεταλλαξιογόνοι παράγοντεςπεριβάλλον - παράγοντες, προκαλώντας την εμφάνιση μεταλλάξεις.

Παράγοντες φυσικής, χημικής και βιολογικής φύσης έχουν μεταλλαξιογόνο δράση.

Αναμεταξύ φυσικά μεταλλαξιογόναΤο πιο ισχυρό μεταλλαγμένο αποτέλεσμα ασκείται από την ιονίζουσα ακτινοβολία - ακτίνες Χ, α-, β-, γ-ακτίνες. Διαθέτοντας μεγάλη διεισδυτική ικανότητα, όταν δρουν στο σώμα προκαλούν το σχηματισμό ελεύθερων ριζών OH ή HO 2 από το νερό που βρίσκεται στους ιστούς. Αυτές οι ρίζες είναι εξαιρετικά αντιδραστικές. Μπορούν να διασπάσουν τα νουκλεϊκά οξέα και άλλες οργανικές ουσίες.

Η ακτινοβολία προκαλεί τόσο γονιδιακές όσο και χρωμοσωμικές μεταλλάξεις. Η υπεριώδης ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από χαμηλότερη ενέργεια, η οποία δεν προκαλεί ιονισμό των ιστών. Η δράση του οδηγεί στο σχηματισμό διμερών θυμιδίνης. Η παρουσία τους στο DNA προκαλεί σφάλματα κατά την αντιγραφή του.

Χημικά μεταλλαξιογόναπρέπει να έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

Υψηλή διεισδυτική ικανότητα.

Η ικανότητα αλλαγής της κολλοειδούς κατάστασης των χρωμοσωμάτων.

Μια ορισμένη επίδραση στην κατάσταση ενός χρωμοσώματος ή γονιδίου.

Τα χημικά μεταλλαξιογόνα περιλαμβάνουν πολλές ανόργανες και οργανικές ενώσεις, όπως οξέα, αλκάλια, υπεροξείδια, άλατα μετάλλων, φορμαλδεΰδη, φυτοφάρμακα, αποφυλλωτικά, ζιζανιοκτόνα, κολχικίνη κ.λπ.

Ορισμένες ουσίες μπορούν να ενισχύσουν το αποτέλεσμα της μετάλλαξης εκατοντάδες φορές σε σύγκριση με το αυθόρμητο. Καλούνται υπερμεταλλαξιογόνα. Αυτές περιλαμβάνουν νιτροζοενώσεις - αέριο μουστάρδας, διαιθυλνιτροζαμίνη, ουρεθάνη κ.λπ.

Ορισμένα φάρμακα έχουν επίσης μεταλλαξιογόνο δράση, για παράδειγμα, κυτταροστατικά, παράγωγα αιθυλενοϊμίνης, νιτροζουρία. Καταστρέφουν το DNA κατά τη διαδικασία αντιγραφής.

Γνωστό και ως βιολογικοί παράγοντες μεταλλαξιογένεσης. Οι ιοί της ευλογιάς, της ιλαράς, της ανεμοβλογιάς, της παρωτίτιδας, της ηπατίτιδας, της ερυθράς κ.λπ. μπορούν να προκαλέσουν σπασίματα χρωμοσωμάτων. Οι ιοί μπορούν να αυξήσουν τον ρυθμό μετάλλαξης των κυττάρων-ξενιστών καταστέλλοντας τη δραστηριότητα των συστημάτων επισκευής. Υπάρχουν ενδείξεις αύξησης του αριθμού των χρωμοσωμικών ανακατατάξεων στα ανθρώπινα κύτταρα μετά από πανδημίες που προκαλούνται από λοιμογόνους ιούς.

Καρκινογένεση- μια πολύπλοκη παθοφυσιολογική διαδικασία έναρξης και ανάπτυξης όγκου.