Мутагены и канцерогены реферат
Обновлено: 05.07.2024
Понятие и сущность мутагенов, их использование при искусственном получении мутаций. Характеристика и отличительные черты типов мутаций, причины возникновения и особенности электромагнитного излучения. Влияние мутагенов на человека и окружающую среду.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.05.2016 |
| Размер файла | 24,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
"Средняя школа № 68"
1. Типы мутагенов
2.1 Физические мутагены
2.2 Химические мутагены
2.3 Биологические мутагены
3 Влияние мутагенов на человека и окружающую среду
Введение
Мутагемны-физические факторы и химические вещества, способные вызывать наследуемые изменения генетического материала - мутации. К таким факторам относятся все типы ионизирующих излучений, ультрафиолетовое излучение, высокие и низкие температуры и др. Среди химических мутагенов - алкалоиды, производные мочевины, аналоги азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, чужеродные для данного организма нуклеиновые кислоты. Т.к. мутации могут возникать спонтанно, без воздействия извне, мутагенными считаются те факторы (или их дозы), влияние которых приводит к частоте мутаций, достоверно превышающей их естественный уровень.
Мутации, как правило, вредны для организма. Поэтому новые химические вещества, с которыми может соприкасаться человек (лекарства, пищевые консерванты, красители для волос и др. косметика, средства бытовой химии, пестициды и др.), проверяют (тестируют) на мутагенную активность. Для этого разработаны стандартные методы и тест-объекты (микроорганизмы, культуры клеток животных и человека, некоторые растения и животные), позволяющие быстро определять чувствительность генетического аппарата к тем или иным агентам. Установлено, что многие мутагены являются одновременно и канцерогенами, т.е. веществами, вызывающими развитие злокачественных опухолей.
В связи с этим одна из важнейших задач охраны природы и обеспечения генетической безопасности человека - мониторинг окружающей среды и выявление загрязнителей, обладающих мутагенной и канцерогенной активностью. Вредное действие мутагенов на организм в ряде случаев может быть предотвращено или уменьшено применением специальных физических или химических факторов - антимутагенов.
Мутагены используют при искусственном (индуцированном) получении мутаций - мутагенезе, широко применяемом в генетических исследованиях и для создания исходного материала (набора перспективных мутантов) в селекции микроорганизмов, растений и животных.
1. Типы мутагенов
Классификация по природе воздействующих факторов:
1. Физические - различные типы излучений, температура.
1. Спонтанные - действуют в нормальных природных условиях без видимых причин.
2. Индуцированные - искусственно инициируются человеком для своих целей.
Факторы, вызывающие самопроизвольный (спонтанный) мутагенный эффект, подразделяют на внешние, или экзогенные, и внутренние, или эндогенные. К экзогенным факторам спонтанного мутагенеза относят естественный радиационный фон, а также действие на соматические или половые клетки организма высоких или низких температур.
Известно, что среди растительных организмов высокогорных или арктических районов часто встречаются полиплоидные формы, возникающие как следствие спонтанных мутаций генома. Это связано с резкими перепадами температур в период вегетации, а в горах -- с сильной УФ-радиацией. Экспериментально доказано, что резкое повышение температуры окружающей среды на каждые 10 °С в пять раз увеличивает частоту мутаций. Неслучайно высокогорья являются центрами происхождения многих видов растений, вошедших в культуру как полиплоиды.
К числу экзогенных мутагенов относят воздействие на соматические или половые клетки организма различных химических соединений. Особенно сильными мутагенами для человека являются наркотические вещества, никотин, алкоголь. Они вызывают самопроизвольные мутации, ошибки процессов репликации и рекомбинации ДНК, повреждение генов и хромосом. При этом спонтанно возникают все возможные типы генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций, часто опасных для жизнедеятельности организма.
Источником многих самопроизвольных мутаций являются эндогенные факторы -- некоторые химические соединения, возникающие в организме спонтанно в процессе обмена веществ и вызывающие ошибки процессов репликации, рекомбинации ДНК, изменяющие месторасположение или структуру генетических элементов.
В начале ХХ века был открыт физический, а затем и химический мутагенез, и у истоков этого открытия стояли отечественные учёные. Так, генетики В.В. Сахаров и М.Е. Лобашёв показали, что под действием химических соединений (йод, уксусная кислота, аммиак) увеличивается частота мутаций в клетках растения гречихи. Позже И.А. Рапопорт (СССР) и Ш. Ауэрбах (Великобритания) открыли мощные химические мутагены, названные ими супермутагенами.
1.1 Физические мутагены
К этой группе мутагенов относятся различные типы излучений, температура. К ионизирующим излучениям относят электромагнитные, рентгеновские и гамма-лучи, а также элементарные частицы (альфа, бета, нейтроны и др.). В процессе воздействия ионизирующих излучений на организм компоненты клетки, в том числе молекулы ДНК, поглощают определённое количество (дозу) энергии. При этом одна и та же доза может быть достигнута при слабой интенсивности облучения в течение длительного времени либо путём кратковременного облучения с высокой интенсивностью. Последствием облучения могут быть разрыв водородных связей в двойной спирали молекулы ДНК, разрывы одной или двух цепей ДНК, образование новых устойчивых связей (сшивок) между двумя цепями одной молекулы ДНК, между различными молекулами ДНК или между ДНК и молекулами белков. Экспериментально был получен следующий вывод.
Частота возникновения (индукции) мутаций пропорциональна дозе облучения. С увеличением дозы возрастает вероятность поражения.
В отличие от рентгеновских, ультрафиолетовые лучи не обладают достаточной энергией ионизации. Однако она поглощается входящими в состав ДНК азотистыми основаниями (пуринами и пиримидинами), переводя их в энергетически неустойчивое, возбуждённое состояние. Это приводит к ошибкам при репликации ДНК.
Мутагенным фактором также является повышенная температура. Например, при выращивании мушек-дрозофил при температуре на 10 °С выше обычной число мутаций увеличивается втрое. Радиационное повреждение генетического материала не является прямым источником возникновения изменений в клетках организма, повреждённых облучением. Дело в том, что у любых организмов в клетках присутствует вода. Поэтому излучение не только непосредственно “ударяет” по чувствительным генетическим структурам, но и действует на них косвенно за счёт разложения воды. Этот процесс приводит к образованию короткоживущих, так называемых свободных радикалов (водорода Н+ и гидроксила ОН-), объединяющихся с образованием либо воды, либо химически активных, а следовательно, биологически очень опасных молекул -- перекиси водорода и атомарного кислорода. В свою очередь, они способны вызвать несколько новых актов ионизации. Таким образом, происходит лавинообразное увеличение частоты попаданий в “мишени”. Поэтому соединения, способные взаимодействовать со свободными радикалами (антиоксиданты), защищают молекулы-мишени от непрямого действия радиации. К числу таких антиоксидантов, например, относятся токоферол (витамин Е), микроэлемент селен и др.
Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Электрические и магнитные поля сильно влияют на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так, у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем излучения. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Работы английских ученых в начале 90-х годов показали, что у ряда аллергиков под действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин: компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок); пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии; очень длительное время воздействия.
Генетические последствия воздействия ЭМИ изучены пока недостаточно. В одной из лабораторий США исследуется вопрос о зависимости между рождением монголоидных детей (болезнь Дауна) с облучением их отцов СВЧ энергией. Найдено, что большинство таких детей имеют отцов, облученных во время второй мировой войны радиополем локаторов.
Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.
Электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Это было доказано как российскими, так и зарубежными учеными.
1.2 Биологические мутагены
К биологическим мутагенам относят некоторые растения, например безвременник осенний (Colchicum autumnale), многие вирусы и генно-модифицированные объекты. Извлекаемый из безвременника алкалоид колхицин часто используется для искусственного получения полиплоидов, так как блокирует расхождение удвоившихся хромосом. Вирусы могут вызывать различные хромосомные мутации (аберрации), обусловливающие наследственную изменчивость.
В настоящее время трансгенные сорта сельскохозяйственных культур, устойчивые к гербицидам, вирусам, насекомым-вредителям, с улучшенными качественными характеристиками (улучшенный состав растительного масла) занимают посевные площади, превышающие 85 млн. гектаров. Продукты питания, полученные из таких сортов, теперь уже не редкость на прилавках магазинов многих стран мира.
Но у генной инженерии есть и другая, заставляющая насторожиться, сторона, которая связана с возможным изменением структуры генома конкретного трансгенного растения, с утечкой трансгенов и их передачей диким сородичам, с воздействием на "дикие" виды в природной экосистеме. Часто в ГМ-организм внедряется ген, отвечающий за устойчивость к антибиотикам в качестве гена-маркера. Гипотетически если такой ген резистентности к антибиотикам передастся болезнетворным бактериям, то они получат иммунитет против действия антибиотиков и тогда лечение обычными антибиотическими средствами становится менее эффективным.
Среди используемых продуктов - масла и сиропы, которые содержат "ГМ-производный материал", а также мука и крахмал. Эти компоненты могут использоваться во многих продуктах переработки, начиная с вегетарианских гамбургеров и заканчивая сухим печеньем и соусами, аналогично использованию компонентов, которые происходят из не ГМ-культур. Например, трансгенная соя входит в состав почти 60% продуктов, среди которых: колбасные изделия, пельмени, хлеб, шоколад, маргарин, мороженное, детское питание и др. На основе ГМ - компонентов производят различные пищевые добавки (индекс Е). Как показали исследования "Гринпис", многочисленные компании с мировым именем используют ГМ-продукцию для производства своей продукции.
До сих пор однозначного ответа на вопрос о том, как влияет потребление трансгенных продуктов на здоровье людей, нет. По мнению специалистов, ответить на этот вопрос можно лишь после того как на свет появятся внуки тех, кто сегодня питается ГМО. Анализ состояния здоровья одного поколения людей не даст достоверной картины. Результаты экспериментов над лабораторными животными показывают, что частота мутаций у них возрастает в сотни и тысячи раз и развивается бесплодие.
1.3 Химические мутагены
Широкое изучение химического мутагенеза началось после того, как в 1946 году отечественный учёный И.А. Рапопорт обнаружил мощное мутагенное действие этиленимина и формальдегида, а Ш. Ауэрбах (Великобритания) такие же свойства обнаружил у иприта и его производных. С тех пор было выявлено много химических соединений, обладающих мутагенной активностью. Среди них -- волокнистый минерал асбест, этиленамин, колхицин, бензпирен, азотистая кислота, наркотические вещества, алкоголь, никотин и др. Нередко эти же вещества одновременно являются и канцерогенами, то есть веществами, способными вызывать развитие в организме злокачественных новообразований (опухолей).
Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме переокисленных соединений жиров, также повреждающих наследственную природу наших клеток. Например, если речь идет о “мутагенном мясе”, имеется в виду особенно опасная в этом отношении плесень, появляющаяся на испорченном мясе. Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в течение 15 минут также приводит к появлению мутагенов. Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении становится мутагенным. Та же участь ожидает вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты, добавляемые к сокам и винам.
Многие лекарственные вещества вызывают в культуре клеток человека хромосомные аберрации в дозах, отражающих реальные, с которыми контактирует человек, но не показывают четкой дозовой зависимости. Эти препараты индуцируют (в 2-3 раза выше спонтанного уровня) хромосомные аберрации у “контактирующих” с ними индивидов. В эту группу можно отнести противосудорожные препараты (комплекс барбитуратов), психотропные, гормональные (эстрадиол, прогестерон, оральные контрацептивы), смеси для наркоза, противовоспалительные средства (бутадион, ацетилсалициловая кислота, амидопирин).
Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов, относящихся к разным классам химических соединений. Поскольку они циркулируют в биосфере, мигрируют в естественных трофических цепях, накапливаясь в некоторых биоценозах и сельскохозяйственных продуктах, то к прогнозированию последствий их применения привлекаются не только медики, гигиенисты, но и экологи. Очень важны прогнозирование и предупреждение мутагенной опасности химических средств защиты растений. Причем речь идет о повышении мутационного процесса не только у человека, но и в растительном и животном мире. Человек контактирует с химическими веществами при их производстве, при их применении на сельскохозяйственных работах, получает небольшие их количества с пищевыми продуктами, водой из окружающей среды.
2. Влияние мутагенов на человека и окружающую среду
На данный момент известно около 2 тысяч генетических дефектов, затрагивающих только часть общего числа локусов в геноме. При этом примерно четверть общего объема мутаций обусловлена энергией естественного фона радиации. Вместе с тем генные мутации, обусловливающие небольшие биохимические аномалии в организме, возможно, более часты. мутаген электромагнитный излучение
Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству, причем мутации в неполовых (соматических) клетках, как правило, могут вызывать рост злокачественных новообразований (спонтанный рак). Расчеты показывают, что удвоение частоты мутаций настолько увеличивает объем генетического груза, что это может стать опасным для существования популяций.
Существует выход из такого кризисного состояния -- это путь эволюционных изменений, однако приспособление к мутагенам в процессе отбора требует от популяции огромного числа генетических жертв и времени. В особенности видам, представленным сравнительно малым числом особей, с медленной сменяемостью поколений, труднее было бы приспособиться к высокому мутагенному фону среды.
Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не “переработанные” эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. И если поражение зародышевых клеток может привести к росту числа носителей мутантных генов и хромосом, то при повреждении генов соматических клеток возможно возрастание числа раковых заболеваний. Более того, существует глубокая связь различных на первый взгляд биологических эффектов.
Например, мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений. Возможно и влияние на функционирование генов, что может быть причиной, например, тератологических отклонений (уродств), наконец, вероятны поражения ферментных систем, что изменяет различные физиологические особенности организма, вплоть до деятельности нервной системы, а следовательно, сказывается и на психике. В отличие от грубых хромосомных повреждений наследственного материала точковые генные мутации, обладающие способностью накапливаться в поколениях, представляют основную трудность для обнаружения в популяциях. Выявление их важно именно потому, что такие мутации будут в значительной мере ответственны за проявления генетического груза в ближайших поколениях.
Заключение
За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях. Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих поколений, какое количество мутаций накоплено человечеством.
Полностью исключить влияние мутагенов невозможно, но полученные знания помогут нам уменьшить влияние этих негативных факторов на организм, сохранить наше здоровье и здоровье наших детей.
Один из самых действенных методов - это знания. Необходимо знать свои особенности, знать - что может вызвать генетические нарушения еще не родившегося ребенка.Вероятность трагедии можно снизить. Здоровый образ жизни - один из путей снижения этого риска.
Список литературы
2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В. Биология. М. “Вентана-Граф”. 2011.
Омск 2010
Содержание
1. Канцерогены, мутагены, тератогены……………………………………………3
2. Санитарно-защитные зоны. Роль зеленых насаждений………………………5
3. Пригодность воды дляиспользования в различных целях…………….…….7
4. Опасные загрязняющие вещества……………………………………………..11
5. Осушительные мелиорации……………………………………………………12
БИБЛИОГРАФИЧСКИЙ СПИСОК……………………………. ……………….14
1. Какие вещества относятся к канцерогенам, мутагенам, тератогенам и какие болезни они вызывают?
Тератоген - вещество, при воздействии на организм вызывающее возникновение уродств и других аномалийв его развитии.
Тератоген:
- вещество, которое усиливает вероятность деформации при развитии зародыша. Тератогены, принятые внутрь матерью в течение периода беременности, вызывают уродство плода. К известным тератогенам относятся талидомид и алкоголь, а также краснуха и болезни, вызываемые цитомегаловирусом, и облучение рентгеновскими или какими-либо иными ионизирующими лучами.Тератогенное действие — нарушение эмбрионального развития под воздействием тератогенных факторов — некоторых физических, химических (в том числе лекарственных препаратов) и биологических агентов (например, вирусов) с возникновением морфологических аномалий и пороков развития.
Тератогенность — способность физических, химических или биологических факторов вызывать нарушения процесса эмбриогенеза, приводящие квозникновению врождённых уродств (аномалий развития) у людей или животных[1].
Канцерогены – это вещества, вызывающие рак или саркому. Рак – это заболевание с перерождением рабочих клеток органа.
А саркома – это злокачественное заболевание, при котором под действием канцерогенов злокачественными становятся клетки соединительной ткани[2].
Примеры канцерогенов.
Наиболее известный физический канцероген —ионизирующие излучения.
Среди химических канцерогенов чаще всего называют следующие:
Нитраты, нитриты. Поступают в организм с переудобренными азотом овощами, например парниковыми. В желудочно-кишечном тракте нитраты могут превращаться в нитриты. Нитриты, вступая в реакцию с аминами, образуют канцерогенные нитрозамины. Нитриты добавляют также в колбасы и консервы.
Бензопирены. Образуются прижарке и при приготовлении пищи на гриле. Их много в табачном дыме. Продукты белкового пиролиза образуются при длительном нагреве мяса в духовке. Найдены также в продуктах пиролиза древесины и некоторых других органических продуктов.
Пероксиды. Образуются в прогорклых жирах и при сильном нагреве растительных масел.
Афлатоксины. Продукты обмена плесневых грибов.
Диоксины. Хлорорганическиесоединения, образующиеся при сжигании бытового мусора.
Некоторым особняком среди канцерогенов стоит асбест. Его сложно отнести к химическим канцерогенам, которые, как правило, являются химически активными веществами. Канцерогенность асбеста выражается в том, что живой организм не в состоянии вывести микроскопические, крайне химически инертные, частицы этого вещества[3].
Мутагены — химические и физическиефакторы, вызывающие наследственные изменения — мутации.
Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения мутагены классифицируют нафизические, химические и биологические:
Физические мутагены
-ионизирующее излучение;
-радиоактивный распад;
-ультрафиолетовое излучение;
-моделированное радиоизлучение и электромагнитные поля;
-чрезмерно высокая или низкая температура.
Химические мутагены
-окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы.
• Агенты, вызывающие развитие рака могут повреждать ДНК
• Мутации по ряду генов вызывают аномальный рост клеток
• Эймсом разработан тест на канцерогенную активность химических соединений
• Раковая опухоль обычно развивается из соматических клеток
Агенты, вызывающие развитие рака, такие как химические вещества или рентгеновские лучи, называются канцерогены. Многие канцерогены оказывают эффект, действуя в качестве мутагенов. Канцерогены попадают в организм и поражают клетки в органах-мишенях, вызывая мутации критических генов. Впоследствии такие мутантные гены влияют на свойства клеток и их потомков, обусловливая аномальный рост.
Вначале взаимосвязь между канцерогенезом и мутагенезом не была столь очевидной. Исследования этой проблемы получили мощный импульс с момента опубликования работы Брюса Эймса в 1975 г. Этот автор показал, что чем более сильным мутагеном является химический агент, тем более вероятно, что он будет действовать как мощный канцероген.
На рисунке ниже представлена упрощенная схема экспериментов Эймса, в которых он оценивал мутагенные свойства большого числа различных канцерогенов.
Рисунок ниже иллюстрирует, что в подавляющем большинстве случаев клетки, атакуемые канцерогенами, расположены в соме, т. е. находятся вне репродуктивных органов, продуцирующих половые клетки, которые переносятся из поколения в поколение.
Поэтому мутировавший ген, образовавшийся при воздействии мутагена, может передаться другим клеткам соматической ткани-мишени, однако он не будет передан потомству особи, поскольку не находится в ее половых клетках. Такие мутации называются соматическими, в отличие от герминативных, которые передаются наследственным путем от родительского организма к потомству.
Таким образом, многие виды рака развиваются вследствие соматических мутаций, затрагивающих клетки, расположенные в разных тканях организма. Однако, как мы позже увидим, мутантные гены, присутствующие в половых клетках, могут приводить к врожденной предрасположенности к заболеванию раком.
Мутагены можно выявлять по способности химического соединения превращать дефектный гистидиновый ген Salmonella в нормальный ген дикого типа.
Здесь не показаны результаты экспериментов при добавлении экстракта печени крысы.
Эти эксперименты моделируют биохимические реакции, протекающие в печени, которые способны усиливать мутагенные свойства соединения. Канцерогены обычно воздействуют на соматические клетки;
таким образом, рак ограничивается поражением индивидуума, а не передается потомству.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Разница между мутагеном и канцерогеном - Разница Между
Содержание:
Главное отличие - мутаген против канцерогенов
Мутаген и канцероген являются двумя физическими, химическими или биологическими факторами, которые могут вызывать изменения в нормальном делении клеток в организмах. Приблизительно 90% канцерогенов являются мутагенами. Мутации соматических клеток могут вызывать рак. главное отличие между мутагеном и канцерогеном является то, что мутаген вызывает наследственное изменение генетической информации организма, тогда как канцероген вызывает или способствует развитию рака у животных и человека. мутагенеза является механизмом, посредством которого происходит изменение в генетическом материале, тогда как канцерогенез является механизмом, по которому образование опухолей происходит вследствие мутагенных событий.
Ключевые области покрыты
1. Что такое мутаген
- Определение, Возбудители, Функция, Эффект
2. Что такое канцероген
- Определение, Возбудители, Функция, Эффект
3. Каковы сходства между мутагеном и канцерогеном
- Краткое описание общих черт
4. В чем разница между мутагеном и канцерогеном
- Сравнение основных различий
Ключевые слова: биологические агенты, канцероген, канцерогенез, кластогены, опасность для окружающей среды, интеркалирующие агенты, мутаген, мутагенез, патогены, курение табака.
Что такое мутаген
Мутаген - это химическое вещество или радиация, которые могут вызывать мутации. Это означает, что мутации вызывают изменения в генетической информации организма. Мутации могут также возникать из-за ошибок в репликации ДНК. Этот тип мутаций называется спонтанными мутациями. Многие из мутаций вредят клеткам, вызывая заболевания и рак. Поскольку мутагены модифицируют последовательность ДНК, они могут вызывать нуклеотидные замены, вставки, делеции, а также хромосомную нестабильность, такую как транслокации и инверсии. Мутагены, вызывающие хромосомную нестабильность, называются clastogens, Некоторые мутагены могут изменять количество хромосом в клетке.
Рисунок 1: Мутация
Физические вещества, такие как радиоактивные элементы, рентгеновское излучение и ультрафиолетовое излучение, могут вызывать мутации. Химические вещества, которые взаимодействуют с ДНК, такие как активные формы кислорода, дезаминирующие агенты, азид натрия и бензол, также вызывают мутации. Интеркалирующие агенты, такие как бромид этидия, и металлы, такие как никель, мышьяк, кадмий и хром, также являются мутагенными. Биологические агенты, такие как транспозон, вирус и бактерии, также вызывают мутации. Мутация, вызванная ультрафиолетом, показана на Рисунок 1.
Что такое канцероген
Любое физическое, химическое или биологическое вещество, которое может вызвать или способствовать развитию рака, называется канцерогеном. Можно выделить пять категорий ракообразующих агентов. Это табачный дым, патогенные микроорганизмы, радиация, опасность для окружающей среды и диета. Курильщики и жертвы пассивного курения могут легко подвергнуться раковым заболеваниям. Курение вызывает рак легких, дыхательных путей и пищевода. Курение косвенно вызывает рак желудка, почек и печени. Загрязнение воздуха, воды и почвы также вызывает рак мочевого пузыря и легких. Другие ракообразующие агенты и примеры приведены вТаблица 1.
Введение
1.Лекарственные препараты и другие вещества, применяемые в медицине
2.Мутагены производственной среды
3.Химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве
4.Мутагены в быту
5.Проблемы профилактики наследственных болезней
6.Медико-генетическое консультирование
Литература
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.
Составить перечень всех мутагенных факторов практически невозможно, т. к. он все время пополняется, а по некоторым имеются противоречивые заключения.
1. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ И ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МЕДИЦИНЕ
2. МУТАГЕНЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
3. ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов, относящихся к разным классам химических соединений. Поскольку они циркулируют в биосфере, мигрируют в естественных трофических цепях, накапливаясь в некоторых биоценозах и сельскохозяйственных продуктах, то к прогнозированию последствий их применения привлекаются не только медики, гигиенисты, но и экологи.
Очень важны прогнозирование и предупреждение мутагенной опасности химических средств защиты растений. Причем речь идет о повышении мутационного процесса не только у человека, но и в растительном и животном мире. Человек контактирует с химическими веществами при их производстве, при их применении на сельскохозяйственных работах, получает небольшие их количества с пищевыми продуктами, водой из окружающей среды.
4. МУТАГЕНЫ В БЫТУ
5. ПРОБЛЕМА ПРОФИЛАКТИКИ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
6. МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ
Основы медико-генетического консультирования при мутагенных воздействиях состоят из нескольких позиций.
1. Частота индуцированных мутаций в зародышевых клетках зависит от стадии клеточного цикла. Поэтому при консультировании в каждом случае желательно найти ответ на вопрос: в какой дозе и на каких стадиях клеточного цикла зародышевые клетки подвергались мутагенному воздействию.
2. При медико-генетическом консультировании приходится оценивать воздействие не одного, а нескольких мутагенных факторов. Комбинированное действие мутагенов может вести к аддитивным, синергическим и защитным эффектам. В экспериментах на клетках человека in vitro при использовании больших доз мутагенов наблюдали все три типа ответных реакций при различных комбинациях мутагенов (радиационные и химические, разные химические). Однако в реальных ситуациях дозы мутагенов незначительные, поэтому имеет смысл проводить оценку на основе правила аддитивных эффектов. Синергические и защитные эффекты возможны только при очень специфических комбинациях и условиях, а не в реальной жизни.
3. При оценке риска мутагенных воздействий необходимо принимать во внимание разницу в динамике спермато- и оогенеза у человека. Повидимому, именно характером этих процессов объясняется более частое нерасхождение хромосом у матерей, чем у отцов, и возрастная зависимость частоты доминантных мутаций у отцов. Все яйцеклетки от первичной закладки до активации их созревания находятся в состоянии покоя. Оогенез протекает в короткий промежуток времени перед овуляцией. Таким образом яйцеклетка аккумулирует любые мутации на протяжении всего периода от эмбриональной закладки до овуляции. Сперматогенез - более динамичная система, чем оогенез. Полное обновление спермиогенного эпителия происходит каждые 2-3 месяца, в результате чего элиминируется большая часть хромосомных и геномных мутаций. Первичные же сперматогонии могут аккумулировать индуцированные генные мутации на протяжении всей жизни. В результате многократного обновления вероятность ошибочной репликации увеличивается.
1) дифференциальная смертность или плодовитость в популяции в целом или для специфических генотипов (отбор);
2) изменение экспрессии генов (экогенетические реакции);
3) повреждение наследственности на всех уровнях ее организации (тератогенез, онкогенез, мутагенез).
Весь этот комплекс биологических реакций в динамическом популяционном равновесии необходимо прогнозировать в связи с изменениями окружающей среды. Естественно, что в конечном счете это не должно ограничиваться человеческой популяцией, а распространяться на всю биосферу.
1. Александров С. Е. Частота хромосомных аберраций у работающих в шинном и резинотехническом производстве //Генетика. 1982. Е. 18, N 1. С. 161-163.
2. Бочков Н. П., Филиппова Т. В., Яковенко К. Н. Принципы цитогенетического обследования для выявления профессиональных вредностей //Цитология и генетика. 1984. N 6. С. 422-428.
3. Бочков Н. П., Чеботарев А. Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. М.: Медицина, 1989. 272 с.
4. Сучков И. И., Сазонова Л. А. Мутагенные эффекты химических соединений у человека //Успехи современной генетики. 1983. Т. 11. С. 93-132.
5. Bochkov N. P., Filippova T. V., Kuzin S. M., Stucalov S. V. Cytogenetic effects of cyclophosphamide on human lymphocytes in vivo and in vitro //Mutat. Res. 1986. Vol. 159, N 1. P. 103-107.
6. Bochkov N. P., Chebotarev A. N., Filippova T. V. et al. Alteration in the baseline sister-chromatid exchange frequency in human lymphocytes culture folloving a number of cell divisions //Mutat. Res. 1984. Vol. 127, N 2. P. 149-153.
7. Darroudi F., Natarajan A. T. Cytogenetic analysis of human peripheral blood lymphocytes (in vitro) treated with resorcinol //Mutat. Res. 1983. Vol. 124. P. 179-189.
8. Kolmodin-Hedman B., Hartvig P., Sorsa M., Falck K. Occupational handling of cytostatic drugs //Arch. Toxicol. 1983. Vol. 54. P. 25-33.
9. Sorsa M., Muki-Paakkanen J., Vanio H. A chromosome study among worker groups in rubber industry //Scand. J. Work. Environ, Health. 1983. Vol. 9. Р. 43-47.
Читайте также: