Mutageny są fizyczne i czynniki chemiczne których wpływ na organizmy żywe powoduje zmiany właściwości dziedzicznych (genotyp). Mutageny dzielą się na: fizyczne (promienie rentgenowskie i gamma, radionuklidy, protony, neutrony itp.), fizykochemiczne (włókna, azbest), chemiczne (pestycydy, nawozy mineralne, metale ciężkie itp.). biologiczne (niektóre wirusy, bakterie).

W całej historii swojego rozwoju ludzkość nagromadziła (głównie na skutek naturalnego procesu mutacyjnego) tak zwane obciążenie genetyczne, które przejawia się w chorobach dziedzicznych, uwarunkowanych genetycznie. Zdrowie obecnych przyszłych pokoleń ludzi w dużej mierze zależy od tego, jakie obciążenie genetyczne jest odziedziczone po poprzednich, ile mutacji nagromadziła ludzkość.

Na ten moment znanych jest około 2 tys. defektów genetycznych, które dotyczą tylko części Łączna loci w genomie, a ponieważ uważa się, że nieco więcej niż jedna mutacja genu występuje naturalnie na pokolenie (w genomie), ich częstotliwość jest średnio niska (na locus na pokolenie) i nie może zagrażać istnieniu populacji. ilość mutacji wynika z energii naturalnego tła promieniowania. Jednocześnie mutacje genów, które powodują niewielkie anomalie biochemiczne w organizmie, mogą być częstsze.

Problem w tym, że przyspieszenie tempa mutacji prowadzi do wzrostu liczby osób z wadami wrodzonymi i szkodliwymi odchyleniami, które są dziedziczone, a mutacje w komórkach niepłciowych (somatycznych) z reguły mogą powodować wzrost nowotwory złośliwe(rak samoistny). Obliczenia pokazują (N. Dubinin, 1958), że podwojenie częstości mutacji zwiększa obciążenie genetyczne do tego stopnia, że ​​może stać się niebezpieczne dla istnienia populacji.

Z takiego stanu kryzysowego jest wyjście - to ścieżka zmian ewolucyjnych, jednak przystosowanie się do mutagenów w procesie selekcji wymaga od populacji ogromnej ilości wyrzeczeń genetycznych i czasu. W szczególności gatunki reprezentowane przez stosunkowo niewielką liczbę osobników, z powolną sukcesją pokoleń, trudniej byłoby przystosować do wysokiego tła mutagennego środowiska,

Gatunki biologiczne o dużej liczbie osobników, z szybkim następstwem pokoleń, np. mikroorganizmy, mają większe szanse na pokonanie kryzysu genetycznego spowodowanego wzrostem skażenia mutagennego (wzrost tempa mutacji).Zjawisko ich odporności do rozpowszechnionych antybiotyków, leków sulfanilamidowych, a także pojawienia się odpornych na pestycydy ras bakterii, grzybów i owadów.

Główne niebezpieczeństwo zanieczyszczenia środowisko mutageny, jak uważają genetycy, polegają na tym, że nowo pojawiające się mutacje, które nie są „recyklingowane” ewolucyjnie, będą negatywnie wpływać na żywotność jakichkolwiek organizmów. A jeśli uszkodzenie komórek zarodkowych może prowadzić do wzrostu liczby nosicieli zmutowanych genów i chromosomów, to w przypadku uszkodzenia genów komórek somatycznych możliwy jest wzrost liczby nosicieli zmutowanych genów i chromosomów. nowotwór. Co więcej, istnieje głęboki związek między pozornie różnymi efektami biologicznymi.

Na przykład mutageny środowiskowe wpływają na ilość rekombinacji cząsteczek dziedzicznych, które są również źródłem zmian dziedzicznych. Możliwe jest również wpływanie na funkcjonowanie genów, co może być przyczyną np. nieprawidłowości teratologicznych (wady rozwojowe), wreszcie możliwe jest uszkodzenie układów enzymatycznych, które zmienia różne cechy fizjologiczne organizm, do aktywności układy nerwowe s, a zatem wpływa na psychikę. Genetyczna adaptacja populacji ludzkich do wzrastającego zanieczyszczenia biosfery czynnikami mutagennymi jest zasadniczo niemożliwa.

W przeciwieństwie do poważnych uszkodzeń chromosomów materiału dziedzicznego, mutacje punktowe genów, które mają zdolność akumulacji przez pokolenia, stanowią główną trudność w wykrywaniu w populacjach. Ich identyfikacja jest ważna właśnie dlatego, że takie mutacje będą w dużej mierze odpowiedzialne za manifestację obciążenia genetycznego w kolejnych pokoleniach.

Pewne perspektywy bezpośredniej rejestracji mutacji punktowych genów stwarzają możliwość śledzenia zmian w strukturze rzadkich i monomorficznych białek (N. Dubinin, Yu. Altukhov, 1975). Jak wykazał Yu Altukhov, spontaniczne mutacje prowadzą do zmiany w takich białkach, a metoda wychwytuje utajone (w heterozygocie) nowo pojawiające się mutacje u osobników. A to jest konieczne zarówno do identyfikacji nowych mutacji spowodowanych zanieczyszczeniem środowiska, jak i do oceny zmian w tempie mutacji, wielkości obciążenia genetycznego, a tym samym konsekwencji genetycznych.

Przede wszystkim należy ocenić mutagenność różnych zanieczyszczeń na wysoce wrażliwych biologicznych systemach testowych, w tym tych, które mogą dostać się do biosfery, a jeśli udowodnione zostanie zagrożenie dla ludzi, podjąć działania w celu ich zwalczania.

Powstaje zadanie screeningu - przesiewania zanieczyszczeń w celu identyfikacji mutagenów i opracowania specjalnych przepisów regulujących ich uwalnianie do środowiska. I tak kontrola genetycznych następstw zanieczyszczeń w kompleksie składa się z dwóch zadań: badania mutagenności czynników środowiskowych o różnym charakterze oraz monitoringu populacji.

W chwili obecnej na świecie istnieje już duża liczba wykwalifikowanych laboratoriów, w których przeprowadzane są dość dokładne testy. Tylko w ostatniej dekadzie zaproponowano ponad trzy tuziny systemów testowych, z których niektóre są przeznaczone do wykrywania mutacji punktowych. Zadanie polega na opracowaniu złożonych systemów testowych, które mogłyby odpowiedzieć na pytanie, w jakich warunkach potencjalnie mutagenne czynniki mogą stać się aktywne – w zależności od tego, jakie drogi dostania się do organizmu i charakterystyka metabolizmu wewnątrzkomórkowego aktywuje lub odwrotnie hamuje działanie mutagenne. Kompleksowe zestawy biologicznych systemów testowych do masowych badań przesiewowych są przeznaczone do wykrywania wszelkiego rodzaju uszkodzeń mutacyjnych chromosomów i genów i powinny być czułe na niskie dawki mutagenów. W końcu konsekwencje całkowitego i długotrwałego narażenia na niskie dawki mutagenów w największym stopniu przyczyniają się do wzrostu obciążenia genetycznego: wystarczające do wywołania mutacji punktowych, które mogą kumulować się przez pokolenia, są też najczęstsze w środowisku .

Mutageny(z łac. mutatio - zmiana i greckie -geny - rodzenie, urodzenie), czynniki chemiczne i fizyczne, które powodują zmiany dziedziczne - mutacje.

Mutageny mogą być różnymi czynnikami powodującymi zmiany w strukturze genów, strukturze i liczbie chromosomów.

Działanie mutagenów rozproszonych w środowisku powoduje wzrost częstości mutacji, co prowadzi do wzrostu tzw. obciążenia genetycznego, co wyraża się wzrostem patologii dziedzicznej, a także zachorowalności na choroby onkologiczne.

Mutageneza – występowanie mutacji – nagłe zmiany jakościowe informacji genetycznej. Termin „mutacja” został zaproponowany przez holenderskiego naukowca de Vriesa (N. de Vries) w 1901 roku.

Celem mutagenów w komórce jest głównie DNA i być może niektóre białka. Do tych ostatnich należą głównie białka pełniące rolę strukturalną w organizacji genomu lub biorące udział w replikacji (samoodtwarzanie cząsteczki kwasu nukleinowego), rekombinacji (redystrybucja materiału genetycznego rodziców u potomstwa) lub naprawie (odtwarzanie uszkodzonej struktury DNA).

Aby wyeliminować pierwotne uszkodzenia struktur genetycznych spowodowane przez mutageny, istnieje wiele systemów przywracania lub naprawy uszkodzeń genetycznych w komórce. Obecnie istnieje kilkanaście takich systemów. Jednak podczas naprawy niektóre pierwotne uszkodzenia mogą pozostać i prowadzić do mutacji.

Mutageny fizyczne to jakikolwiek fizyczny wpływ na żywe organizmy, który ma bezpośredni wpływ na DNA lub RNA wirusa lub pośredni wpływ poprzez systemy replikacji, naprawy, rekombinacji

Pierwsze fizyczne mutageny odkryte przez naukowców: różne rodzaje promieniowanie: promieniowanie jonizujące, rozpad promieniotwórczy, promieniowanie ultrafioletowe.

Podstawowym efektem promieniowania jonizującego i ultrafioletowego jest powstawanie pojedynczych lub podwójnych pęknięć w cząsteczce DNA. Ultrafiolet jest silnie absorbowany przez tkanki i powoduje mutacje tylko w powierzchownie zlokalizowanych komórkach zwierząt wielokomórkowych, ale działa skutecznie na zwierzęta jednokomórkowe. Mutagenne działanie promieniowania ultrafioletowego ustalił w 1931 r. A.N. Podpowiedź.

Inne mutageny fizyczne to cząstki o innej naturze, które mają wysoką energię: są to promieniowanie alfa i beta substancji radioaktywnych oraz promieniowanie neutronowe. bezpośredni wpływ W DNA główną rolę odgrywają dwa parametry: wielkość energii działającej cząstki i zdolność materiału biologicznego do pochłaniania tej energii.

Uszkodzenia DNA mogą być dwojakiego rodzaju: pęknięcia dwuniciowe i pęknięcia jednoniciowe.

Mutacje mogą być również spowodowane wysokimi lub niskimi temperaturami. W 1928 roku Meller wykazał, że wzrost temperatury o 10 stopni C zwiększa częstość mutacji u Drosophila 2-3 razy.

Znając sposób działania tych mutagenów, można by przypuszczać, że powinny działać na DNA dowolnych organizmów. Rzeczywiście, wkrótce odkryto, że na przykład promieniowanie rentgenowskie powoduje mutacje u wielu różnych zwierząt, roślin i mikroorganizmów.

Stwierdzono, że mutacje wywołane promieniowaniem mogą wpływać na wszelkie oznaki organizmu, ponieważ kwant promieniowania lub cząstka o wysokiej energii może przypadkowo uszkodzić dowolną część DNA. Liczba pojawiających się mutacji jest tym większa, im większa jest intensywność promieniowania, to znaczy im więcej kwantów lub cząstek wnika do komórki w jednostce czasu.

Wykazano również, że czynniki fizyczne powodują te same mutacje, które występują podczas spontanicznej mutagenezy.

Wyższe istoty żywe posiadają substancje osłabiające działanie promieniowania - fotoprotektory, a wiele roślin zawiera alkaloidy i kumaryny, wzmagają procesy wywołane promieniowaniem i te substancje są niebezpieczne dla zwierząt.

Mutageny fizyczne i ich działanie są silnie uzależnione od pre-ewolucji organizmu. Gatunki wykształciły odporność na uporczywe mutageny. Fizyczna mutageneza może nie zostać odnotowana ze względu na szybką śmierć zmutowanych organizmów.

2. Wpływ mutagenów fizycznych na żywe komórki

2.1 Wpływ promieniowania jonizującego na żywy organizm

Mutacje pod wpływem mutagenów fizycznych zachodzą w taki sam sposób, jak pod działaniem mutagenów chemicznych. Początkowo dochodzi do pierwotnego uszkodzenia DNA. Jeśli nie zostanie całkowicie skorygowany w wyniku naprawy, mutacje wystąpią podczas późniejszej replikacyjnej syntezy DNA. Specyfika mutagenezy (proces powstawania mutacji) w ramach działania czynniki fizyczne związane z charakterem powodowanych przez nie pierwotnych uszkodzeń genomu.

promieniowanie jonizujące- jest to strumień naładowanych lub obojętnych cząstek i kwantów promieniowania elektromagnetycznego, których przejście przez substancję prowadzi do jonizacji i wzbudzenia atomów lub cząsteczek ośrodka.

Promieniowanie jonizujące może powodować mutacje - nagłe, naturalne lub sztucznie wywołane zmiany dziedziczne w materiale genetycznym, prowadzące do zmiany pewnych cech organizmu.

Są mutacje spontaniczny powstające pod wpływem czynników naturalnych otoczenie zewnętrzne lub w wyniku zmian biochemicznych w samym organizmie oraz wywołany powstające pod wpływem czynników mutagennych, np. promieniowania jonizującego substancje chemiczne.

Mutacje mogą być bezpośredni jeśli ich manifestacja prowadzi do odchylenia od cech tzw. dzikiego typu i odwrócić jeśli prowadzą do wyzdrowienia typu dzikiego.

Mutacje w komórkach zarodkowych – generatywne – przekazywane są kolejnym pokoleniom; mutacje w innych komórkach organizmu - somatyczne - są dziedziczone tylko przez komórki potomne i dotyczą tylko organizmu, w którym powstały.

Mutacje jądrowe wpływają na chromosomy jądra, cytoplazmatyczny - materiał genetyczny zawarty w organellach cytoplazmatycznych komórki - mitochondria, plastydy.

W zależności od charakteru zmian w materiale genetycznym rozróżnia się mutacje punktowe, mutacje genomowe oraz aberracje chromosomowe (rearanżacje). Mutacje punktowe są wynikiem zmiany sekwencji nukleotydowej w cząsteczce DNA, która jest nośnikiem informacji genetycznej i jest związana z dodaniem, utratą lub rearanżacją zasad w DNA. Mutacje genomowe są związane ze zmianą liczby chromosomów w komórce, wielokrotnością pojedynczego zestawu chromosomów, a także wzrostem lub spadkiem liczby pojedynczych chromosomów.

Substancje radioaktywne mogą wpływać na organizm ludzki zewnętrznie i wewnętrznie. Narażenie zewnętrzne charakteryzuje się oddziaływaniem promieniowania jonizującego z zewnątrz i wynika z różnej zdolności penetracji cząstek. Narażenie wewnętrzne wiąże się z wnikaniem substancji radioaktywnej do organizmu człowieka z pożywieniem, wdychanym powietrzem lub przez otwartą ranę.

Wpływ promieniowania radioaktywnego na organizm człowieka zależy od wielu czynników i jest determinowany przez:

Szybkość rozpadu radioaktywnego radionuklidu;

Szybkość wydalania RV z organizmu;

Rodzaj promieniowania radioaktywnego;

Ostre efekty pojawiają się w ciągu pierwszych kilku dni (tygodni) po ekspozycji. Skutki długoterminowe – skutki, które nie pojawiają się natychmiast po ekspozycji, ale po pewnym czasie.

Ostra choroba popromienna występuje po całkowitym jednorazowej ekspozycji zewnętrznej. Między wartością dawki pochłoniętej w organizmie a średnią długością życia istnieje ścisły związek.

Pod wpływem promieniowania jonizującego w dawkach, które nie powodują ostrej lub przewlekłej choroby popromiennej, zachodzą zmiany w głównych układach regulacyjnych organizmu, a zmiany czynnościowe w czynności głównych układów fizjologicznych mają najczęściej charakter polisyndromiczny. Przejawia się to w rozwoju stanów prenologicznych, które wraz ze wzrostem dawek przechodzą w patologię kliniczną.

W strukturze zachorowalności neurologicznej szczególne miejsce zajmuje zespół dystonii wegetatywnej, zwiększony lęk jako stabilna cecha osobowości i następuje przyspieszenie przejścia zaburzeń psychofizjologicznych do trwałych psychosomatycznych.

Przy dodatkowym wpływie innych niekorzystnych czynników istnieje możliwość wzrostu ogólnych chorób somatycznych. Czynnik promieniowania działa tylko jako jeden z warunków tego wzrostu.

Wstecz do przodu

Uwaga! Podgląd slajdu służy wyłącznie do celów informacyjnych i może nie przedstawiać pełnego zakresu prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany tą pracą, pobierz pełną wersję.

Cele lekcji.

1. Rozwijanie osobistej UUD poprzez tworzenie pojęć „mutagenne”, „mutageneza”, „spontaniczna mutageneza”, „mutageneza indukowana”, poszerzanie wiedzy uczniów na temat rodzajów mutagenów i ich wpływu na organizmy. Wykazać niebezpieczeństwo zanieczyszczenia środowiska przez mutageny, uzasadnić potrzebę zapewnienia bezpieczeństwa genetycznego człowieka.

2. Rozwijać UUD regulacyjną i poznawczą poprzez umiejętność kierowania czynnościami poznawczymi i edukacyjnymi poprzez samodzielne stawianie problemu i sposoby jego rozwiązywania, strukturyzację badanego materiału, pracę z dodatkową literaturą, umiejętność przekazywania komunikatów, zadawania pytań, stawiania opozycji .

3. Rozwijaj komunikatywne UUD, które dają możliwości współpracy: umiejętność słyszenia, słuchania i rozumienia partnera, kontrolowania swoich działań, poprawnego wyrażania swoich myśli w mowie, szacunku dla partnera i siebie w komunikacji i współpracy.

3. Edukacyjny

Przyczyniać się podczas lekcji do kształtowania koncepcji światopoglądowych, krytycznej oceny występów uczniów, pielęgnowania szacunku dla opinii i wiedzy ich towarzyszy.

Prowadzenie edukacji ekologicznej poprzez poszerzanie wiedzy o zanieczyszczeniu środowiska przez mutageny i ich wpływie na organizmy.

Prowadzić orientację wojskowo-zawodową: niezależność, organizacja, umiejętność pokonywania trudności, szacunek dla towarzyszy i ich opinii.

Prowadzić wychowanie moralne i patriotyczne poprzez kształtowanie relacji i kategorii: odpowiedzialność, obowiązek, normy postępowania, poprzez ocenę pracy krajowych naukowców w zakresie mutagenezy.

Cele metodologiczne: pokazać metodyczne metody kształtowania komunikatywnego UUD na lekcjach biologii (Załącznik 5).

Wsparcie materialne lekcji: prezentacja, IAD, materiały informacyjne, raporty uczniów.

Metody pracy: werbalna, problemowa, częściowo odkrywcza, zastosowanie zdobytej wcześniej wiedzy, kreatywne podejście do zajęć dydaktycznych z wykorzystaniem dodatkowej literatury, kontrola wiedzy.

Forma lekcji: lekcja seminaryjna.

Prowadzenie lekcji

Jest byt, ale jaka nazwa
nazwać go? Nie jest to ani sen, ani czuwanie;
Czy świadomość bolesnego snu
Lub śmiałe rozważanie umysłu ...

EA Baratyński

Dzisiaj kontynuujemy naszą rozmowę o zmienności dziedzicznej. Przyjrzyjmy się, co już wiemy na ten temat. (Rodzaje zmienności dziedzicznej, rodzaje mutacji i ich manifestacja).

Tematem naszej dzisiejszej lekcji jest „Mutageny i ich wpływ na dzikiej przyrody i człowiek” (slajd nr 1). Na dzisiejsze seminarium otrzymaliście 5 pytań z zadania wiodącego i musieliście podzielić się na grupy i przygotować na nie dodatkowy materiał. Każda grupa będzie miała możliwość zabrania głosu, odpowiedzi na pytania oraz wysłuchania przeciwnika (slajd #2).

Przed przystąpieniem do pracy chcę Wam zaproponować krótki slajd, obejrzeć go uważnie i sformułować problem, a na końcu lekcji zasugerować sposoby jego rozwiązania.

Uczniowie oglądają slajd (slajdy #3-13) i omawiają swoje emocje oraz formułują problem.

(Dlaczego takie deformacje występują u ludzi i czy można wpływać na ten proces?).

Aby odpowiedzieć na nasze pytanie, najpierw popracujemy z nowym materiałem, omówimy pytania zaproponowane do samodzielnej nauki. Będziemy pracować według schematu, ocena pracy za pomocą tokenów (Załącznik 1 , , , ).

Mutageny i ich rodzaje (grupa 1 mówi, grupa 2 sprzeciwia się, pytania opcjonalne)

Uczniowie słuchają wypowiedzi, wykonują zadania nr 1, 3, 6 w zeszytach ćwiczeń.

Mutageny – czynniki powodujące występowanie mutacji (slajd nr 14) .

Klasyfikacja ze względu na charakter czynników wpływających (slajd nr 15):

1. Fizyczne - różne rodzaje promieniowanie, temperatura.

2. Chemiczny.

3. Biologiczne.

Początek:

1. Spontaniczny - działaj w normalnych warunkach naturalnych bez wyraźnego powodu.

2. Indukowane - sztucznie inicjowane przez osobę do własnych celów.

(Slajd numer 16). Czynniki powodujące spontaniczne (spontaniczne) działanie mutagenne dzielą się na: zewnętrzny, lub egzogenny, oraz wewnętrzny, lub endogenny. Do egzogenny Czynniki spontanicznej mutagenezy obejmują naturalne promieniowanie tła, a także wpływ na komórki somatyczne lub zarodkowe organizmu o wysokiej lub niskiej temperaturze.

Wiadomo, że wśród organizmów roślinnych regionów wysokogórskich lub arktycznych często spotyka się formy poliploidalne, powstające w wyniku spontanicznych mutacji genomu. Wiąże się to z ostre krople temperatury w okresie wegetacji, aw górach – przy silnym promieniowaniu UV. Udowodniono eksperymentalnie, że gwałtowny wzrost temperatury otoczenia na każde 10 °C zwiększa szybkość mutacji pięciokrotnie. To nie przypadek, że wyżyny są ośrodkami pochodzenia wielu gatunków roślin, które weszły do ​​kultury jako poliploidy.

Mutageny egzogenne obejmują oddziaływanie na komórki somatyczne lub zarodkowe organizmu różnych związków chemicznych. Szczególnie silnymi mutagenami dla ludzi są substancje odurzające, nikotyna, alkohol. Powodują spontaniczne mutacje, błędy w procesach replikacji i rekombinacji DNA, uszkodzenia genów i chromosomów. W tym przypadku spontanicznie powstają wszystkie możliwe typy mutacji genowych, chromosomowych, genomowych i cytoplazmatycznych, często groźnych dla życia organizmu.

Źródłem wielu spontanicznych mutacji są endogenny czynniki – niektóre związki chemiczne, które występują spontanicznie w organizmie w procesie metabolizmu i powodują błędy w procesach replikacji, rekombinacji DNA, zmiany lokalizacji lub struktury elementów genetycznych.

(Slajd nr 17). Na początku XX wieku odkryto fizyczną, a następnie chemiczną mutagenezę, a u źródeł tego odkrycia stanęli krajowi naukowcy. Tak więc genetycy V.V. Sacharow i M.E. Łobaszew wykazał, że pod wpływem związków chemicznych (jod, kwas octowy, amoniak) zwiększa częstotliwość mutacji w komórkach roślin gryki. Później I.A. Rapoport (ZSRR) i S. Auerbach (Wielka Brytania) odkryli silne mutageny chemiczne, które nazwali supermutagenami.

Mutageny fizyczne (grupa 2 mówi, grupa 3 sprzeciwia się, pytania opcjonalne)

Uczniowie słuchają, wykonują zadania z zeszytu ćwiczeń nr 4, 5.

(Slajd nr 18). Ta grupa mutagenów obejmuje różne rodzaje promieniowania, temperaturę. Do promieniowanie jonizujące obejmują promieniowanie elektromagnetyczne, rentgenowskie i gamma, a także cząstki elementarne (alfa, beta, neutrony itp.). W procesie narażenia organizmu na promieniowanie jonizujące składniki komórki, w tym cząsteczki DNA, pochłaniają pewną ilość (dawkę) energii. W takim przypadku tę samą dawkę można uzyskać przy niskim natężeniu napromieniania przez długi czas lub przy krótkotrwałym napromienianiu o wysokim natężeniu. Konsekwencją napromieniowania może być zerwanie wiązań wodorowych w podwójnej helisie cząsteczki DNA, zerwanie jednej lub dwóch nici DNA, powstanie nowych stabilnych wiązań (sieciowanie) między dwoma nićmi jednej cząsteczki DNA, między różnymi cząsteczkami DNA, lub między cząsteczkami DNA i białka. Doświadczalnie uzyskano następujący wniosek.

Częstość występowania (indukcji) mutacji jest proporcjonalna do dawki promieniowania. Wraz ze wzrostem dawki wzrasta prawdopodobieństwo uszkodzenia.

W przeciwieństwie do promieni rentgenowskich promienie ultrafioletowe nie mają wystarczającej energii jonizacji. Jest jednak wchłaniany przez zasady azotowe (puryny i pirymidyny) będące częścią DNA, przenosząc je w stan niestabilny energetycznie, wzbudzony. Prowadzi to do błędów w replikacji DNA.

Temperatura jest również czynnikiem mutagennym. . Na przykład, gdy muszki owocowe rosną w temperaturze o 10 °C powyżej normalnej, liczba mutacji potraja się. Uszkodzenie popromienne materiału genetycznego nie jest bezpośrednim źródłem zmian w komórkach ciała uszkodzonych przez promieniowanie (slajd nr 19). Faktem jest, że wszystkie organizmy mają wodę w swoich komórkach. Dlatego promieniowanie nie tylko bezpośrednio „uderza” w wrażliwe struktury genetyczne, ale także wpływa na nie pośrednio poprzez rozkład wody. Proces ten prowadzi do powstania krótkotrwałego, tzw wolne rodniki(wodór H + i hydroksyl OH -), połączone w wodę lub chemicznie aktywne, a zatem bardzo niebezpieczne biologicznie cząsteczki - nadtlenek wodoru i tlen atomowy. Z kolei są w stanie wywołać kilka nowych zdarzeń jonizacyjnych. W ten sposób następuje lawinowy wzrost częstotliwości trafień w „cel”. Dlatego związki zdolne do interakcji z wolnymi rodnikami (przeciwutleniacze), chronić cząsteczki docelowe przed pośrednim działaniem promieniowania. Wśród takich przeciwutleniaczy znajdują się na przykład tokoferol (witamina E), pierwiastek śladowy selen itp.

Linie energetyczne (slajd numer 20), silne urządzenia nadawcze radiowe wytwarzają pole elektromagnetyczne wielokrotnie wyższe niż dopuszczalny poziom. Pola elektryczne i magnetyczne mają duży wpływ na stan wszystkich obiektów biologicznych, które wchodzą w strefę ich oddziaływania. Na przykład w obszarze działania pola elektrycznego linii energetycznych owady wykazują zmiany w zachowaniu: na przykład u pszczół odnotowuje się zwiększoną agresywność, niepokój, zmniejszoną wydajność i produktywność oraz tendencję do utraty matek; u chrząszczy, komarów, motyli i innych owadów latających następuje zmiana reakcji behawioralnych, w tym zmiana kierunku ruchu w kierunku o niższym poziomie promieniowania. W roślinach często występują anomalie rozwojowe – często zmieniają się kształty i rozmiary kwiatów, liści, łodyg, pojawiają się dodatkowe płatki. Zdrowa osoba cierpi na stosunkowo długi pobyt w dziedzinie linii energetycznych. Krótkotrwała ekspozycja (minuty) może prowadzić do negatywnej reakcji tylko u osób nadwrażliwych lub u pacjentów z niektórymi rodzajami alergii. Prace brytyjskich naukowców na początku lat 90. wykazały, że u wielu alergików pod wpływem pola elektroenergetycznego rozwija się reakcja typu epileptycznego. Przy długim przebywaniu (miesiące - lata) ludzi w polu elektromagnetycznym linii energetycznych mogą rozwijać się choroby głównie układu sercowo-naczyniowego i nerwowego organizmu ludzkiego. W ostatnich latach wśród długotrwałych konsekwencji często wymieniano choroby onkologiczne.

Często bardziej niebezpieczne są źródła słabych promieniowanie elektromagnetyczne który jest ważny przez długi czas. Źródła te obejmują głównie sprzęt audio-video, Urządzenia. Telefony komórkowe, kuchenki mikrofalowe, komputery i telewizory mają największy wpływ na człowieka. Problem promieniowania elektromagnetycznego pochodzącego z komputerów osobistych jest dość dotkliwy z kilku powodów: komputer ma jednocześnie dwa źródła promieniowania (monitor i jednostkę systemową); użytkownik komputera jest praktycznie pozbawiony możliwości pracy na odległość; bardzo długi czas uderzenie.

Genetyczne konsekwencje narażenia na EMR nie zostały jeszcze wystarczająco zbadane. W jednym z amerykańskich laboratoriów badana jest kwestia związku między narodzinami dzieci mongoloidalnych (choroba Downa) a narażeniem ich ojców na działanie energii mikrofalowej. Stwierdzono, że większość takich dzieci ma ojców napromieniowanych podczas II wojny światowej polem radarowym.

Aby chronić ludzi, opracowano specjalne normy sanitarne (GOST 12.1.006-84 reguluje wpływ promieniowania elektromagnetycznego na ludzi), w tym te, które zabraniają budowy budynków mieszkalnych i innych obiektów w pobliżu silnych źródeł promieniowania.

Dla każdego jest jasne, że promieniowanie elektromagnetyczne stanowi realne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Okazuje się, że pola elektromagnetyczne i radiacyjne są zbliżone w niektórych swoich parametrach. Udowodnili to zarówno naukowcy rosyjscy, jak i zagraniczni.

Mutageny chemiczne (grupa 3 mówi, grupa 4 sprzeciwia się, pytania fakultatywne)

Uczniowie słuchają, wykonują zadania z zeszytu ćwiczeń nr 5, 8.

Szerokie badanie mutageneza chemiczna rozpoczęła się po 1946 roku krajowy naukowiec I.A. Rapoport odkrył silne działanie mutagenne etylenoiminy i formaldehydu, a S. Auerbach (Wielka Brytania) odkrył te same właściwości w gazie musztardowym i jego pochodnych. Od tego czasu zidentyfikowano wiele związków chemicznych o działaniu mutagennym (slajd nr 21). Wśród nich są azbest mineralny włóknisty, etylenoamina, kolchicyna, benzpiren, kwas azotawy, substancje odurzające, alkohol, nikotyna itp. Często te same substancje są również substancje rakotwórcze, to znaczy substancje, które mogą powodować rozwój nowotworów złośliwych (guzów) w organizmie.

Okazało się że substancje niebezpieczne dla aparatu chromosomów genowych dosłownie nas otaczają: unosząca się w powietrzu chemia gospodarcza, farby do włosów, emisje przemysłowe i spaliny z samochodów i motocykli itp. Ale większość mutagenów dostaje się do naszego organizmu wraz z pożywieniem. Szkodliwe substancje chemiczne, które gromadzą się w glebie, ostatecznie przechodzą do jadalnych części roślin. To dzięki nim wchłaniamy 37 proc. manganu, 41 proc. cynku, 32 proc. miedzi i 10 proc. niklu.

(Slajd nr 22). Mutageny powstają również podczas długotrwałego przechowywania produktów w postaci nadtlenkowych związków tłuszczowych, które również uszkadzają dziedziczny charakter naszych komórek. Na przykład, jeśli mówimy o „mięsie mutagennym”, mamy na myśli szczególnie niebezpieczną pleśń, która pojawia się na zepsutym mięsie. Wędzenie mięsa lub smażenie mięsa i ryb w temperaturze 100-200 stopni przez 15 minut również prowadzi do pojawienia się mutagenów. Cholesterol zawarty w maśle, jajkach, śmietanie, śmietance podczas długiego przechowywania staje się mutagenny. Ten sam los czeka smaki używane w konserwach oraz konserwanty dodawane do soków i win.

Wiele substancje lecznicze powodują aberracje chromosomowe w hodowli komórek ludzkich w dawkach, które odzwierciedlają te rzeczywiste, z którymi dana osoba się kontaktuje, ale nie wykazują wyraźnej zależności od dawki. Leki te indukują (2-3 razy wyższe niż poziom spontaniczny) aberracje chromosomowe u osób „w kontakcie z nimi”. Do tej grupy należą leki przeciwdrgawkowe (kompleks barbituranowy), psychotropowe, hormonalne (estradiol, progesteron, doustne środki antykoncepcyjne), mieszanki do znieczulenia, leki przeciwzapalne (butadion, kwas acetylosalicylowy, amidopiryna). Na przykład kwas acetylosalicylowy i amidopiryna zwiększają częstość aberracji chromosomowych, ale tylko w dużych dawkach stosowanych w leczeniu chorób reumatycznych.

Większość pestycydów jest syntetyczna materia organiczna. W praktyce stosuje się około 600 pestycydów należących do różnych klas związków chemicznych. Ponieważ krążą w biosferze, migrują w naturalnych łańcuchach troficznych, gromadzą się w niektórych biocenozach i produktach rolnych, w przewidywanie skutków ich stosowania zaangażowani są nie tylko lekarze, higieniści, ale także ekolodzy. Bardzo ważne jest przewidywanie i zapobieganie mutagennemu zagrożeniu ze strony chemicznych środków ochrony roślin. Co więcej, mówimy o wzroście procesu mutacji nie tylko u ludzi, ale także w świecie roślin i zwierząt. Człowiek styka się z chemikaliami podczas ich produkcji, gdy są wykorzystywane w pracach rolniczych, otrzymuje ich niewielkie ilości wraz z pożywieniem, wodą ze środowiska.

Mutageny biologiczne (grupa 4 mówi, grupa 5 sprzeciwia się)

Uczniowie słuchają i robią notatki w swoich zeszytach.

(Slajd nr 23). Mutageny biologiczne obejmują niektóre rośliny, takie jak jesienna Colchicum (Colchicum jesienny), wiele wirusów i obiektów zmodyfikowanych genetycznie. Alkaloid kolchicyna, ekstrahowana z kolchicyny, jest często używana do sztucznego otrzymywania poliploidów, ponieważ blokuje rozbieżność zduplikowanych chromosomów. Wirusy mogą powodować różne mutacje chromosomowe (aberracje), które powodują dziedziczną zmienność.

(Slajd numer 24). Obecnie transgeniczne odmiany upraw odporne na herbicydy, wirusy, szkodniki owadzie, o ulepszonych cechach jakościowych (ulepszony skład) olej roślinny) zajmują powierzchnie zasiewów przekraczające 85 mln ha. Pozyskiwane z takich odmian produkty spożywcze nie są już rzadkością na półkach sklepów w wielu krajach świata.

Ale Inżynieria genetyczna Jest jeszcze jedna strona, która budzi nieufność, która wiąże się z możliwą zmianą struktury genomu danej rośliny transgenicznej, z wyciekiem transgenów i ich transferem do dzikich krewnych, z wpływem na „dzikie” gatunki w naturalny ekosystem. Często gen odpowiedzialny za antybiotykooporność jest wprowadzany do organizmu GM jako gen markerowy. Hipotetycznie, jeśli taki gen oporności na antybiotyki zostanie przekazany bakteriom chorobotwórczym, staną się one odporne na działanie antybiotyków, a wtedy leczenie konwencjonalnymi antybiotykami stanie się mniej skuteczne.

Pomimo wieloletniego odrzucania przez społeczność europejską produktów modyfikowanych genetycznie, składniki żywności z genetycznie zmodyfikowanej soi, kukurydzy i nasion oleistych otrzymały teraz pozwolenie na stosowanie w produktach spożywczych w Unii Europejskiej.

Stosowane produkty obejmują oleje i syropy zawierające „materiał pochodzący z GMO”, a także mąkę i skrobię. Składniki te można stosować w wielu przetworzonych produktach spożywczych, od wegetariańskich burgerów po suche herbatniki i sosy, podobnie jak w przypadku składników pochodzących z upraw niezmodyfikowanych genetycznie. Na przykład soja transgeniczna znajduje się w prawie 60% produktów, w tym: kiełbasy, pierogi, chleb, czekolada, margaryna, lody, jedzenie dla dzieci i inne Na bazie składników GM powstają różne dodatki do żywności (wskaźnik E). Badania Greenpeace wykazały, że wiele znanych na całym świecie firm używa produktów GM do produkcji swoich produktów (slajd nr 25).

Do tej pory nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, jak spożywanie produktów transgenicznych wpływa na zdrowie człowieka. Według ekspertów na to pytanie można odpowiedzieć dopiero po urodzeniu wnuków tych, którzy dziś jedzą GMO. Analiza stanu zdrowia jednego pokolenia ludzi nie da wiarygodnego obrazu. Wyniki eksperymentów na zwierzętach laboratoryjnych pokazują, że częstotliwość mutacji u nich wzrasta setki i tysiące razy i rozwija się niepłodność.

Wpływ mutagenów na człowieka i środowisko (grupa 5 mówi, grupa 1 jest przeciwna)

Uczniowie słuchają i sporządzają diagram w swoich zeszytach.

W całej historii swojego rozwoju ludzkość nagromadziła (głównie na skutek naturalnego procesu mutacyjnego) tak zwane obciążenie genetyczne, które przejawia się w chorobach dziedzicznych, uwarunkowanych genetycznie. Zdrowie obecnych przyszłych pokoleń ludzi w dużej mierze zależy od tego, jakie obciążenie genetyczne jest odziedziczone po poprzednich pokoleniach, ile mutacji zostało nagromadzonych przez ludzkość (slajd nr 26).

W chwili obecnej znanych jest około 2 tys. defektów genetycznych,

wpływając tylko na ułamek całkowitej liczby loci w genomie. Jednocześnie około jedna czwarta całkowitej liczby mutacji wynika z energii naturalnego tła promieniowania. Jednak mutacje genów, które powodują niewielkie anomalie biochemiczne w organizmie, mogą być częstsze.

Problem w tym, że przyspieszenie częstości mutacji prowadzi do wzrostu liczby osób z wadami wrodzonymi i szkodliwymi odchyleniami, które są dziedziczone, a mutacje w komórkach niepłciowych (somatycznych) z reguły mogą powodować wzrost nowotwory złośliwe (rak samoistny). Z obliczeń wynika, że ​​podwojenie częstotliwości mutacji zwiększa wielkość obciążenia genetycznego na tyle, że może stać się niebezpieczne dla istnienia populacji.

Z takiego kryzysu jest wyjście - to ścieżka zmian ewolucyjnych, jednak przystosowanie się do mutagenów w procesie selekcji wymaga od populacji ogromnej ilości wyrzeczeń genetycznych i czasu. Zwłaszcza gatunki reprezentowane przez stosunkowo niewielką liczbę osobników, z powolną sukcesją pokoleń, trudniej byłoby przystosować do wysokiego tła mutagennego środowiska. Gatunki biologiczne z dużą liczbą osobników, z szybkim następstwem pokoleń, na przykład mikroorganizm, mają większe szanse na pokonanie kryzysu genetycznego spowodowanego wzrostem zanieczyszczenia mutagennego (wzrost tempa mutacji). Zjawisko ich oporności na szeroko rozpowszechnione antybiotyki i preparaty sulfanilamidowe jest dobrze znane, podobnie jak pojawienie się odpornych na pestycydy ras bakterii, grzybów i owadów.

Głównym niebezpieczeństwem zanieczyszczenia środowiska mutagenami, jak uważają genetycy, jest to, że nowo pojawiające się mutacje, które nie są „recyklingowane” przez ewolucję, wpłyną niekorzystnie na żywotność jakichkolwiek organizmów. A jeśli uszkodzenie komórek zarodkowych może prowadzić do wzrostu liczby nosicieli zmutowanych genów i chromosomów, to w przypadku uszkodzenia genów komórek somatycznych możliwy jest wzrost liczby nowotworów. Co więcej, istnieje głęboki związek między pozornie różnymi efektami biologicznymi.

Na przykład mutageny środowiskowe wpływają na ilość rekombinacji cząsteczek dziedzicznych, które są również źródłem zmian dziedzicznych. Możliwe jest również wpływanie na funkcjonowanie genów, które mogą być przyczyną np. nieprawidłowości teratologicznych (wady rozwojowe), wreszcie możliwe jest uszkodzenie układów enzymatycznych, które zmieniają różne cechy fizjologiczne organizmu, aż do aktywności układu nerwowego, a zatem wpływa na psychikę. (Slajd nr 27). Genetyczna adaptacja populacji ludzkich do wzrastającego zanieczyszczenia biosfery czynnikami mutagennymi jest zasadniczo niemożliwa.

W przeciwieństwie do poważnych uszkodzeń chromosomów materiału dziedzicznego, mutacje punktowe genów, które mają zdolność akumulacji przez pokolenia, stanowią główną trudność w wykrywaniu w populacjach. Ich identyfikacja jest ważna właśnie dlatego, że takie mutacje będą w dużej mierze odpowiedzialne za manifestację obciążenia genetycznego w kolejnych pokoleniach.

Żyjemy w środowisku pełnym mutagenów i nie możemy całkowicie wyeliminować ich wpływu, ale zdobyta wiedza pomoże nam zmniejszyć wpływ tych negatywnych czynników na organizm, zachować zdrowie nasze i naszych dzieci. Kilka zaleceń dotyczących zmniejszenia wpływu mutagenów na nasz organizm (slajdy nr 28, 29)

Złagodzić skutki mutagenów (slajd numer 30)

Podsumowanie lekcji

Wróćmy teraz do problemu naszej lekcji. Czyj to problem? Czy możemy wpływać na mutagenezę?

Absolutnie tak! Jedną z najskuteczniejszych metod jest wiedza. Musisz znać swoje własne cechy, wiedzieć, co może powodować zaburzenia genetyczne u nienarodzonego dziecka… Prawdopodobieństwo tragedii można zmniejszyć. Zdrowy tryb życia jest jednym ze sposobów na zmniejszenie tego ryzyka.

Odbicie

Odpowiedz na pytania (Załącznik nr 4)

Konsolidacja wiedzy

Sprawdzanie zadań w skoroszycie.

Zadanie do samodzielnej nauki

(Na osobnych arkuszach) „List do przyszłości”. Przeżywszy i odczuwszy dzisiejszą lekcję, napisz list do swojego nienarodzonego dziecka o tym, co musi wiedzieć, co robić, jak się zachowywać, aby zmniejszyć ryzyko mutacji u siebie i przyszłych potomków.

Bibliografia

1. Mansheeva E.P. Mutageny. festiwal.1 września.ru
2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Simonova L.V. Biologia. M. „Hrabia Ventana”. 2011.
3. Mutacje fotograficzne. images.yandex.ru
4. mutageny środowiskowe. abilev.narod.ru>mutagen10.htm
5. mutageny fizyczne. referat.ru>mutageny.html
6. Kino. images.yandex.ru>mutageny.
7. Mutageny. BiblioFond.ru>view.aspx.id=55819

W Życie codzienne otacza nas wiele czynników o różnym charakterze, które mogą mieć działanie mutagenne (sprzęt AGD, leki, chemia gospodarcza, kosmetyki).

Do mutagenów chemicznych obejmują wszystkie chemikalia (kwasy, zasady, nadtlenki, sole metali, formaldehyd, pestycydy, herbicydy, kolchicynę), które są podzielone na 2 grupy: organiczną i nieorganiczną.

Mutageny natura organiczna powodują głównie mutacje genów, natura nieorganiczna- aberracje chromosomowe Mutageny chemiczne mogą zmieniać stan koloidalny chromosomów, reagować z DNA, hamować jego syntezę. Mutageny chemiczne mają pewną specyfika działania- możesz przewidzieć, które geny ulegną mutacji. Na przykład kolchicyna - trucizna mitotyczna, niszczy wrzeciono i zatrzymuje podział komórek w metafazie; hodowcy używają go do wytwarzania form polipoidalnych; formaldehyd i jego pochodne (formalina), pestycydy, herbicydy, kofeina, fotoodczynniki, konserwanty, paliwo rakietowe.

Mutageny chemiczne umownie dzieli się na:

Mutageny produkcji przemysłowej

Mutageny w produkcji rolnej

Mutageny domowe.

Dla człowieka szczególnie niebezpieczne są mutageny chemiczne zawarte w żywności i wodzie. Związki mutagenne dostają się do organizmu człowieka bezpośrednio (niektóre napoje bezalkoholowe itp.) lub poprzez łańcuch pokarmowy. Główne drogi zanieczyszczenia żywności i surowce spożywcze:

1. stosowanie niedozwolonych barwników lub nadmiaru ich dawki;

2. zastosowanie nietradycyjnych technologii produkcji żywności (synteza chemiczna lub mikrobiologiczna);

3. skażenie upraw rolnych pestycydami, a zwierząt lekami weterynaryjnymi;

4. naruszenie zasad higieny stosowania nawozów, stałych i płynnych ścieków z przemysłu i hodowli zwierząt, nawadniania, ścieków komunalnych i innych;

5. stosowanie w hodowli zwierząt i hodowli drobiu nieautoryzowanego dodatki do żywności, konserwantów, stymulatorów wzrostu, leków profilaktycznych i terapeutycznych lub stosowania dozwolonych dodatków w dużych dawkach;

6. migracja substancji toksycznych do produktów spożywczych ze sprzętu spożywczego, przyborów, zapasów i opakowań; użycie nieautoryzowanych materiałów polimerowych, gumowych i metalowych;

7. powstawanie endogennych związków toksycznych w produktach spożywczych podczas ekspozycji termicznej, gotowania, smażenia, napromieniania i innych metod przetwarzania;

8. niespełnienie wymagań sanitarnych w technologii produkcji i magazynowania produkty żywieniowe, co prowadzi do powstawania toksyn bakteryjnych (mikotoksyny, toksyny botulinowe itp.);

9. wprowadzanie ze środowiska do środków spożywczych substancji toksycznych, w tym radionuklidów - powietrze atmosferyczne, wody w glebie.

Stosowanie chemikaliów w Przemysł spożywczy . W szczególności technologia konserwacji żywności prowadzi do bezpośredniego kontaktu człowieka z mutagenami (formalina, propylen, azotan sodu). Podsumowując, współczesny światowy przemysł konserwowy jest znaczącym źródłem mutagenów dla ludzi ze względu na słabą państwową kontrolę sanitarną w wielu krajach. Do niedawna w Japonii jako konserwant szeroko stosowany AF-2 (trans-2/furin-3-/5-nitro-2-/furyl/-acrylamide), który hamuje rozwój bakterii w mleku sojowym i kiełbasach rybnych. Jednak w systemach testowych (bakterie, kultury komórek ludzkich) stwierdzono, że ten środek konserwujący powoduje szeroki zasięg mutacje. W Japonii i Stanach Zjednoczonych stosowanie AF-2 w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym jest zabronione.

W przemyśle mięsnym szeroko stosowano azotan sodu, który miał dobre właściwości konserwujące i nadawał mięsu świeże, soczyste, kolor różowy. Aktywne stosowanie tego konserwantu zatrzymali genetycy, którzy odkryli w nim zdolność do uszkadzania genomu komórek somatycznych i zarodkowych.

Suplementy odżywcze- substancje pochodzenia naturalnego lub sztucznego stosowane do ulepszania technologii otrzymywania produktów spożywczych, zachowania lub nadawania im niezbędnych właściwości oraz wydłużania okresu przydatności do spożycia. Istnieje ujednolicony system oznaczania dodatków do żywności („Codex Alimentarius”) - indeks „E” (europejski) z liczbami. Na przykład tartrazyna nadaje produktowi żółto-pomarańczowy kolor; glutaminian sodu poprawia zapach i smak; chinina - jest częścią toniku; syntetyczne aromaty. Udowodniono, że glutaminian sodu może wywołać zespół objawów zwany „syndromem chińskiej restauracji”. Rozwija się 15-20 minut po spożyciu pokarmów bogatych w glutaminian sodu jako środek konserwujący. Zespół ten został po raz pierwszy opisany w 1969 roku, jego objawami są pieczenie w okolicy potylicznej szyi, klatki piersiowej i przedramion, uczucie ciężkości w klatce piersiowej.

W Rosji i na Białorusi zabronione są: czerwony barwnik cytrusowy (E121), czerwony amarant (E123) i konserwant formaldehydu (E240).

Rekombinowany hormon wzrostu (somatotropina bydlęca) jest stosowany od 1993 r. w celu zwiększenia wydajności mleka, może być zawarty w krowie mleko. Jego stosowanie u krów prowadzi do wzrostu w organizmie zwierząt insulinopodobnego czynnika-1 (IGF-1), który ma taką samą pierwotną strukturę jak ludzki peptyd. W obecności kazeiny mleka IGF-1 nie ulega zniszczeniu podczas pasteryzacji. Wchodząc do organizmu ludzkiego bydlęcy IGF-1, a także jego własny, utworzył się w: jelito cienkie, może powodować wzrost guza w wyniku hamowania apoptozy; zwiększyć wrażliwość tkanki piersi na działanie promieniowanie jonizujące; ma działanie podobne do estrogenu; w stanie wywołać akromegalię.

Pytania są bardzo istotne sterylizacja radiowa żywności, w którym są nie tylko chronione przed przedwczesnym zepsuciem, ale także unieszkodliwiane (mięso kurczaka z salmonelli itp.). Rośliny okopowe po naświetlaniu, nawet w warunkach upałów i wilgotności, nie gniją i nie kiełkują przez długi czas. W Stanach Zjednoczonych krótkotrwałe intensywne promieniowanie kobaltu-60 było wykorzystywane do przetwarzania niektórych produktów mięsnych, gdy nie można użyć agregatów chłodniczych. Jednak w wyniku napromieniowania wysokie dawki w produktach mogą pojawiać się epoksydy, nadtlenki, nadtlenki hydroksyalkilowe itp., które są mutagenami.

Powstają niektóre mutageny podczas gotowania. Podczas smażenia mięsa i ryb takie substancje powstają w wyniku pirolizy tryptofanu i niektórych innych związków organicznych. Znana jest tak zwana „reakcja Mallarda”: podczas obróbki cieplnej powstają wiązania między grupami karbonylowymi zredukowanych cukrów a grupami aminowymi amin, peptydów i białek. Związki te nadają żywności aromat, określony smak i specyficzną barwę, ale jednocześnie powstają toksyczne i mutagenne produkty uboczne. Wielopierścieniowe węglowodany aromatyczne, przede wszystkim benzpiren, również mają działanie mutagenne. Powstaje podczas wędzenia potraw lub gotowania na grillu, gdy tłuszcz dostanie się na gorący węgiel drzewny.

Żywność nieprzetworzona może również zawierać mutageny. Znajdują się więc w niektórych rodzajach roślin strączkowych, nierafinowanym oleju z nasion bawełny, czarnym pieprzu, grzybach i niektórych innych produktach. Na przykład w USA identyczne wady wrodzone stwierdzono u noworodka, potomstwa szczeniąt i dzieci. Badania wykazały, że w czasie ciąży kobieta i pies spożywali mleko pochodzące od kóz domowych, które były karmione łubinem. Analiza łubinu wykazała obecność w nim mutagenów. Obecnie stosowane są nowe odmiany łubinu, w których praktycznie nie ma mutagenów.

W ostatnie czasy skupić się na mutagenności woda pitna . Woda pitna zawiera mała ilość zanieczyszczenia organiczne. Podczas dezynfekcji wody dodaje się do niej chlor. W wyniku reakcji chloru z substancjami organicznymi powstają związki chloroorganiczne o działaniu mutagennym (na przykład trihalometany).

Leki, które również są mutagenne niezbędny składnik nasze siedlisko - mutageny farmakologiczne . Powszechne w praktyka medyczna dostał antybiotyki. Jednak tetracyklina, lewomycetyna, biomycyna, streptomycyna mają silne właściwości mutagenne, tk. Wiążąc się z cząsteczką DNA, powodują represję genów i proces biosyntezy białek. Ale nawet antybiotyki o słabych właściwościach mutagennych mogą powodować znaczne szkody przy długotrwałym stosowaniu, ponieważ skutkuje to całkowitym działaniem mutagennym. Niektóre substancje lecznicze same w sobie nie są mutagenami, ale produkty ich metabolizmu stają się mutagenami.

Najbardziej wyraźnym efektem mutagennym jest cytostatyki oraz antymetabolity stosowany w leczeniu nowotworów złośliwych oraz jako leki immunosupresyjne. Wiele cytostatyków powoduje zależny od dawki wzrost częstości aberracji chromosomowych i wymiany chromatyd siostrzanych w ludzkich limfocytach in vitro i in vivo. Nawet personel medyczny Oddziały onkologiczne, które nie przestrzegają środków ostrożności dotyczących pakowania cytostatyków, mogą mieć niewielkie ryzyko mutagenne. największa grupa cytostatyki o działaniu mutagennym to leki alkilujące (pochodne etylenoiminy, dichlorodietyloaminy, nitrozomocznika). Bezpośrednio uszkadzają DNA podczas replikacji. Niektóre z nich (tiofosfamid, degranol itp.) mają bezpośrednie działanie mutagenne, inne (cyklofosfamid) wymagają aktywacji metabolicznej.

Antybiotyki przeciwnowotworowe (aktynomycyna O, adriamycyna) wywołują aberracje chromosomalne w ludzkich komórkach w sposób zależny od dawki. Mechanizm działania mutagennego niektórych z nich związany jest z wprowadzeniem ich do DNA podczas syntezy.

Leki cytostatyczne działające jako inhibitory wrzecion (winblastyna i winkrystyna) powodują częściej aneuploidię i poliploidię niż aberracje chromosomowe. Nie ustalono wyraźnej zależności od dawki tych leków. Pomimo działania mutagennego, leki te są szeroko stosowane w praktyce medycznej ze względów zdrowotnych. Ponieważ większość stosujących je pacjentów nie ma potomstwa, ryzyko genetyczne związane z tymi lekami dla przyszłych pokoleń jest niewielkie.

Wiele leków powoduje aberracje chromosomowe w hodowanych komórkach ludzkich w dawkach stosowanych w leczeniu, ale nie wykazuje wyraźnej zależności od dawki. Leki te indukują (2-3 razy wyższe niż poziom spontaniczny) aberracje chromosomowe u osobników „w kontakcie” z nimi. Do tej grupy należą leki przeciwdrgawkowe (barbiturany), psychotropowe, hormonalne (estradiol, progesteron, Doustne środki antykoncepcyjne), mieszaniny do znieczulenia, leki przeciwzapalne (butadion, kwas acetylosalicylowy, amidopiryna). Na przykład kwas acetylosalicylowy (aspiryna) i amidopiryna zwiększają częstość aberracji chromosomowych, ale tylko w dużych dawkach stosowanych w leczeniu chorób reumatycznych.

Czasami dokładniejszy test usuwa „piętno mutagenne” z leku, jak to miało miejsce w przypadku izoniazydu i dietyloamidu kwasu lizergowego.

Istnieje grupa leków o słabym działaniu mutagennym. Mechanizmy ich działania na chromosomy są niejasne. Nie wyklucza się pośredniego wpływu poprzez zmianę metabolizmu niektórych związków, które są akceleratorami spontanicznej mutagenezy. Te słabe mutageny to m.in. metyloksantyny (kofeina, teobromina), leki psychotropowe(haloperidol), bakteriobójcze i dezynfekujące (trypoflawina, tlenek etylenu, lewamizol, furosemid). Szerokie zastosowanie tych leków wymaga starannego monitorowania ich działania genetycznego nie tylko u pacjentów, ale także u personelu medycznego stosującego leki do dezynfekcji, sterylizacji i znieczulenia.

Znana rola alkohol w występowaniu raka jamy ustnej, gardła i nosogardzieli. Odsetek raka w tej lokalizacji jest zwykle wysoki u barmanów, kelnerów i wszystkich osób pracujących z alkoholem. Pozostaje jednak niejasne, czy sam alkohol wywołał pojawienie się guzów, czy też były to inne składniki. napoje alkoholowe. Udowodniono, że ludzie, którzy piją i palą, mają o 50% większe ryzyko zachorowania niż ci, którzy tylko piją lub palą. Potwierdzają to liczne badania, że ​​alkohol zwiększa niebezpieczeństwo mutagenne i rakotwórcze różnych związków. Do tej pory istnieją sprzeczne dane dotyczące mutagenności kofeiny. Naukowcy są zgodni co do jednego, duże dawki kofeiny są mutagenne i rakotwórcze.

Stwierdzono, że większość komercyjnych farby do włosów mają znaczny potencjał mutagenny. Niebezpieczeństwo potęguje fakt, że skóra głowy jest idealną powierzchnią ssącą. Dlatego podczas rozjaśniania włosów, na przykład nadtlenkiem wodoru, znaczna część tych mutagenów dostaje się do organizmu, wywołując różne uszkodzenia w aparacie genetycznym komórek. Dlatego kobiety w wieku rozrodczym powinny unikać stosowania tego niezwykle niebezpiecznego związku.

Zanieczyszczenie atmosfery mieszkania mutagenami chemicznymi może być spowodowane następującymi czynnikami:

meble, farby, lakiery, kleje, materiały wykończeniowe i budowlane są często źródłem oparów substancji rakotwórczych (fenol, formaldehyd, radon). Dobrze znanym skutkiem narażenia na radon jest rak płuc.

· piece gazowe dostarczają do atmosfery produkty niepełnego spalania gazu, możliwy jest wyciek gazu.

· dym tytoniowy jest mieszaniną gazów i aerozoli (węglowodory, alkohole, fenole, nikotyna, tlenek węgla, amoniak, tlenek azotu, kwas cyjanowodorowy, siarkowodór, benzpiren, kadm, arsen, chrom, formaldehyd, radioaktywny polon itp.). Powoduje choroby u biernych palaczy.

Detergenty i środki czyszczące na bazie powierzchni substancje aktywne(środki powierzchniowo czynne), fosforany, środki dezynfekujące (zawierające formaldehyd, związki chloru itp.).

Jakie środki można podjąć, aby poprawić jakość środowiska w domu?

Jonizacja powietrza zwiększa odporność organizmu na brak tlenu, zimno, aktywność fizyczną.

Wystarczająca ekspozycja na światło słoneczne (ze względu na orientację elewacji, gęstość zabudowy itp.), która działa bakteriobójczo na mikroflorę w pomieszczeniu

Właściwa organizacja łóżko- nie bliżej niż 10 cm od ściany żelbetowej i nie bliżej niż 2 m od połączeń kablowych i 1,5 m od lodówki lub telewizora.

Chyba każdy zna takie słowo jak mutagen. Jest to substancja, która może mieć inny charakter i różnić się intensywnością narażenia. Mogą również szkodzić środowisku i ludziom. Ale ich właściwości są często wykorzystywane na dobre w różnych sferach życia.

Co to jest mutagen

Każda osoba ma własne wyobrażenie o tym, czym jest ta substancja. Ale w rzeczywistości mutagen jest czynnikiem, który powoduje trwałą modyfikację struktury organizmu. Zmiany te są zwykle dziedziczone przez kolejne pokolenia.

Mutageny to określone kwasy, wszelkiego rodzaju związki, leki, a nawet niektóre rodzaje promieniowania. Mogą też być jakimś Mutagenem – to uniwersalna definicja czynników, które mogą wywołać mutację w każdym organizmie, od bakterii po rośliny i człowieka. Intensywność zmian zależy od dawki.

Rodzaje mutagenów

Obecnie znane są trzy rodzaje mutagenów: fizyczny, chemiczny i biologiczny. Wszystko należy do pierwszej kategorii, są to promienie rentgenowskie i gamma, neutrony, protony, ultrafiolet. Co ciekawe, do pewnego stopnia niezmiennie wysoki lub niska temperatura wpływa również na zmiany w budowie ciała, jednak te modyfikacje są mniej intensywne.

Kolejną kategorią są mutageny chemiczne. Należą do nich obce DNA, związki alkilujące (siarczan dimetylu, gaz musztardowy itp.), pestycydy, barwniki akrydynowe, formaldehyd, niektóre alkaloidy i nadtlenki organiczne. Obejmuje to również wiele innych leków, a także substancje, których natura nie została jeszcze zbadana. Mutageny biologiczne mogą być wirusami, niektórymi roślinami i substancjami modyfikowanymi genetycznie.

Mutageny i ludzie: czynniki ryzyka

Naukowcy często stosują mutageny z korzyścią dla społeczeństwa, np. stosują je hodowcy. Ale są znacznie silniejsze zły wpływ. Kupując wiele produktów, preparatów, środków czystości i sprzętu AGD, człowiek naraża się na działanie mutagenów, które uszkadzają organizm. Najczęściej dzieje się to niepostrzeżenie dla samej osoby i objawia się dopiero w następnym pokoleniu. Niestety, już dziś kontakt z takimi substancjami powoduje nowe choroby, przewlekłe reakcje alergiczne i guzy. Producenci wielu niezbędnych produktów często wprowadzają do swojego składu taki lub inny mutagen. Mogą to być farby do włosów, żywność, chemia gospodarcza, odpady przemysłowe i wiele innych. Wszystkie te substancje unoszą się w powietrzu, osadzają na glebie i są wchłaniane przez zjadane rośliny. Ponadto mutageny środowiskowe wpływają na zwierzęta i owady, zmieniając ich nawyki, czyniąc je bardziej agresywnymi i podatnymi na choroby. Warto zauważyć, że nie zauważono takich zmian, które byłyby korzystne dla organizmu.

Żywność i mutageny

Dziś przemysł spożywczy ma pozwolenie na stosowanie niektórych produktów, które zawierają składniki genetycznie zmodyfikowanej kukurydzy, soi i można je znaleźć w syropach, mące, maśle, skrobi. To właśnie te bazy są wykorzystywane w dużych ilościach do produkcji wielu produktów, począwszy od żywności, wędlin, a skończywszy na sosach. Możemy nie widzieć zmian genetycznych spowodowanych taką dietą, ale nasze wnuki oczywiście je odczują.

Eksperymenty ze zwierzętami narażonymi na te mutageny są nadal prowadzone w laboratoriach na całym świecie. Wyniki badań pokazują, że niepłodność rozwija się z czasem, a częstotliwość mutacji w kolejnych pokoleniach wzrasta setki razy. Warto również zauważyć, że w niektórych zepsutych produktach spożywczych mogą tworzyć się mutageny. Na przykład w nieświeżej śmietanie, maśle, jajkach powstają związki, które zamieniają się w mutagen. Jeśli mięso jest gotowane w własny sok, ten proces również ma miejsce.

Środki bezpieczeństwa

Po tym, jak dowiedzieliśmy się, że nasz świat jest pełen mutagenów, wydaje się, że jesteśmy po prostu bezsilni. Ale w rzeczywistości ta informacja pomaga zachować większą ostrożność przy wyborze jedzenia.

Ponadto nie zaniedbuj niektórych zaleceń. Nigdy nie jedz zepsutej żywności; w kontakcie z chemią gospodarczą używaj maski i gumowe rękawiczki; staraj się unikać żywności zawierającej barwniki i konserwanty; ograniczyć słodycze. Do gotowania używaj imbiru, pietruszki, musztardy, bakłażana, cebuli, papryki, kolendry, kapusty, jabłek i zielonej herbaty - te produkty łagodzą działanie mutagenów.