Mutageni so fizični in kemični dejavniki katerih vpliv na žive organizme povzroča spremembe dednih lastnosti (genotip). Mutagene delimo na: fizikalne (rentgenski in gama žarki, radionuklidi, protoni, nevtroni itd.), fizikalno-kemijske (vlakna, azbest), kemične (pesticidi, mineralna gnojila, težke kovine itd.). biološki (nekateri virusi, bakterije).

Skozi zgodovino svojega razvoja je človeštvo kopičilo (predvsem zaradi naravnega mutacijskega procesa) tako imenovano genetsko obremenitev, ki se kaže v dednih, genetsko pogojenih boleznih. Zdravje sedanjih prihodnjih generacij ljudi je v veliki meri odvisno od tega, kakšna genetska obremenitev je podedovana od prejšnjih, koliko mutacij je človeštvo nabralo.

Na ta trenutek znanih je približno 2 tisoč genetskih okvar, ki prizadenejo le del skupno število lokusov v genomu in ker se domneva, da se naravno pojavi malo več kot ena genska mutacija na generacijo (v genomu), je njihova pogostnost v povprečju nizka (na lokus na generacijo) in ne morejo ogroziti obstoja populacij. količina mutacij je posledica energije naravnega sevalnega ozadja. Hkrati so lahko pogostejše genske mutacije, ki povzročajo majhne biokemične nepravilnosti v telesu.

Težava je v tem, da pospešek stopnje mutacije povzroči povečanje števila posameznikov s prirojenimi napakami in škodljivimi odstopanji, ki se dedujejo, mutacije v nespolnih (somatskih) celicah pa lahko praviloma povzročijo rast. maligne neoplazme(spontani rak). Izračuni kažejo (N. Dubinin, 1958), da podvojitev pogostosti mutacij poveča količino genetske obremenitve do te mere, da lahko postane nevarna za obstoj populacij.

Obstaja izhod iz takšnega kriznega stanja - to je pot evolucijskih sprememb, vendar prilagajanje na mutagene v procesu selekcije zahteva od populacije ogromno genetskih žrtev in časa. Zlasti vrste, ki jih predstavlja relativno majhno število osebkov, s počasnim zaporedjem generacij, bi se težje prilagodile na visoko mutageno ozadje okolja,

Biološke vrste z velikim številom posameznikov, s hitrim zaporedjem generacij, na primer mikroorganizmi, bodo bolj verjetno premagale genetsko krizo, ki jo povzroča rast mutagene kontaminacije (povečanje stopnje mutacij).. Pojav njihove odpornosti do široko razširjenih antibiotikov, sulfanilamidnih zdravil, pa tudi do pojava bakterij, gliv in insektov, odpornih na pesticide.

Glavna nevarnost onesnaženja okolju mutagenosti, kot verjamejo genetiki, leži v dejstvu, da bodo novonastale mutacije, ki niso evolucijsko »reciklirane«, negativno vplivale na sposobnost preživetja katerega koli organizma. In če lahko poškodba zarodnih celic povzroči povečanje števila nosilcev mutantnih genov in kromosomov, potem, če so poškodovani geni somatskih celic, je možno povečanje števila nosilcev mutantnih genov in kromosomov. rak. Poleg tega obstaja globoka povezava med na videz različnimi biološkimi učinki.

Okoljski mutageni na primer vplivajo na količino rekombinacije dednih molekul, ki so tudi vir dednih sprememb. Možno je vplivati ​​tudi na delovanje genov, ki so lahko vzrok na primer za teratološke nepravilnosti (malformacije), končno pa so možne tudi poškodbe encimskih sistemov, ki spremenijo različne fiziološke značilnosti organizem, do aktivnosti živčni sistemi s, in zato vpliva na psiho. Genetska prilagoditev človeških populacij naraščajočemu onesnaženju biosfere z mutagenimi dejavniki je načeloma nemogoča.

V nasprotju z velikimi kromosomskimi poškodbami dednega materiala so točkovne genske mutacije, ki se lahko kopičijo skozi generacije, največjo težavo pri odkrivanju v populacijah. Njihova identifikacija je pomembna prav zato, ker bodo takšne mutacije v veliki meri odgovorne za manifestacijo genetske obremenitve v naslednjih generacijah.

Nekatere možnosti za neposredno registracijo genskih točkovnih mutacij ustvarjajo možnost sledenja spremembam v strukturi redkih in monomorfnih proteinov (N. Dubinin, Yu. Altukhov, 1975). Kot je pokazal Yu. Altukhov, vodijo spontane mutacije do spremembe v takih proteinih, metoda pa zajame latentne (v heterozigotu) na novo nastale mutacije pri posameznikih. In to je potrebno tako za identifikacijo novih mutacij, ki jih povzroča onesnaženje okolja, kot za oceno sprememb v stopnji mutacije, obsegu genetske obremenitve in s tem genetskih posledic.

Najprej je treba oceniti mutagenost različnih kontaminantov na zelo občutljivih bioloških testnih sistemih, vključno s tistimi, ki lahko vstopijo v biosfero, in če je tveganje za ljudi dokazano, potem sprejeti ukrepe za boj proti njim.

Oblikuje se naloga presejanja – presejanja onesnaženja z namenom prepoznavanja mutagenih snovi in ​​priprava posebne zakonodaje za urejanje njihovega sproščanja v okolje. In tako nadzor genetskih posledic onesnaženja v kompleksu vsebuje dve nalogi: testiranje mutagenosti okoljskih dejavnikov različne narave in spremljanje populacij.

Trenutno je v svetu že veliko število usposobljenih laboratorijev, v katerih se izvajajo dokaj natančne preiskave. Samo v zadnjem desetletju je bilo predlaganih več kot tri ducate testnih sistemov, od katerih so nekateri zasnovani za odkrivanje točkovnih mutacij. Naloga je razviti kompleksne testne sisteme, ki bi lahko odgovorili na vprašanje, pod kakšnimi pogoji se lahko aktivirajo potencialno mutageni dejavniki - odvisno od poti vstopa v telo in značilnosti znotrajceličnega metabolizma, ki aktivira ali, nasprotno, zavira mutageni učinek. Obsežni sklopi bioloških testnih sistemov za množično presejanje so zasnovani za odkrivanje vseh vrst mutacijskih poškodb kromosomov in genov in morajo biti občutljivi na majhne odmerke mutagenov. Navsezadnje k povečanju genetske obremenitve največ prispevajo posledice popolne in dolgotrajne izpostavljenosti majhnim odmerkom mutagenov: dovolj za indukcijo točkovnih mutacij, ki se lahko kopičijo skozi generacije, so tudi najpogostejše v okolju. .

Mutageni(iz latinskega mutatio - sprememba in grškega -genes - porod, rojen), kemični in fizikalni dejavniki, ki povzročajo dedne spremembe - mutacije.

Mutageni so lahko različni dejavniki, ki povzročajo spremembe v strukturi genov, strukturi in številu kromosomov.

Delovanje mutagenov, razpršenih v okolju, povzroči povečanje pogostosti mutacij, kar vodi do povečanja tako imenovane genetske obremenitve, kar se izraža v povečanju dedne patologije, pa tudi pojavnosti onkoloških bolezni.

Mutageneza – pojav mutacij – nenadne kvalitativne spremembe genetske informacije. Izraz "mutacija" je leta 1901 predlagal nizozemski znanstvenik de Vries (N. de Vries).

Tarče mutagenov v celici so predvsem DNK in morda tudi nekateri proteini. Med slednje sodijo predvsem proteini, ki imajo strukturno vlogo pri organizaciji genoma ali sodelujejo pri replikaciji (samoreprodukcija molekule nukleinske kisline), rekombinaciji (prerazporeditev genskega materiala staršev v potomce) ali popravljanju (obnova). poškodovane strukture DNK).

Za odpravo primarnih poškodb genetskih struktur, ki jih povzročajo mutageni, obstajajo številni sistemi za obnovo ali popravilo genetskih poškodb v celici. Trenutno obstaja več kot deset takih sistemov. Vendar pa lahko med popravilom nekaj primarnih poškodb ostane in povzroči mutacije.

Fizikalni mutageni so kakršni koli fizični učinki na žive organizme, ki imajo bodisi neposreden učinek na DNA ali virusno RNA bodisi posreden učinek prek sistemov replikacije, popravljanja, rekombinacije.

Prvi fizični mutageni, ki so jih odkrili znanstveniki, so različni tipi sevanje: ionizirajoče sevanje, radioaktivni razpad, ultravijolično sevanje.

Primarni učinek ionizirajočega in ultravijoličnega sevanja je nastanek enojnih ali dvojnih prelomov v molekuli DNA. Ultravijolično se močno absorbira v tkivih in povzroča mutacije le v površinsko lociranih celicah večceličnih živali, vendar učinkovito deluje na enoceličnih živalih. Mutageni učinek ultravijoličnega sevanja je leta 1931 ugotovil A.N. Promptov.

Drugi fizični mutageni so delci drugačne narave, ki imajo visoko energijo: to so alfa in beta sevanje radioaktivnih snovi ter nevtronsko sevanje. neposreden vpliv pri DNK igrata glavno vlogo dva parametra: velikost energije delujočega delca in sposobnost biološkega materiala, da to energijo absorbira.

Poškodbe DNK so lahko dveh vrst: dvoverižni zlomi in enoverižni zlomi.

Mutacije lahko povzročijo tudi visoke ali nizke temperature. Leta 1928 je Meller pokazal, da zvišanje temperature za 10 stopinj C poveča pogostost mutacij pri Drosophili za 2-3 krat.

Če poznamo način delovanja teh mutagenov, bi lahko domnevali, da bi morali delovati na DNK katerega koli organizma. Kmalu so namreč odkrili, da na primer rentgenski žarki povzročajo mutacije pri najrazličnejših živalih, rastlinah in mikroorganizmih.

Ugotovljeno je bilo, da lahko mutacije, ki jih povzroči sevanje, vplivajo na katero koli znamenje organizma, saj lahko kvant sevanja ali visokoenergijski delec čisto po naključju poškoduje katerikoli del DNK. Število nastajajočih mutacij je tem večje, čim večja je intenzivnost sevanja, torej več kvantov ali delcev je vstopilo v celico na časovno enoto.

Dokazano je tudi, da fizični dejavniki povzročijo enake mutacije, kot se pojavijo med spontano mutagenezo.

Višja živa bitja imajo snovi, ki oslabijo učinek sevanja - fotoprotektorje, številne rastline pa vsebujejo alkaloide in kumarine, pospešujejo procese, ki jih povzroča sevanje in te snovi so nevarne za živali.

Fizikalni mutageni in njihovi učinki so močno odvisni od predevolucije organizma. Vrste so razvile odpornost na obstojne mutagene. Fizične mutageneze morda ni mogoče zabeležiti zaradi hitre smrti mutantnih organizmov.

2. Vpliv fizikalnih mutagenov na žive celice

2.1 Vpliv ionizirajočega sevanja na živi organizem

Mutacije pod delovanjem fizičnih mutagenov se pojavijo na enak način kot pod delovanjem kemičnih mutagenov. Na začetku pride do primarne poškodbe DNK. Če zaradi popravila ni popolnoma popravljena, bo prišlo do mutacij med kasnejšo replikativno sintezo DNA. Specifičnost mutageneze (procesa nastanka mutacij) pod delovanjem fizikalni dejavniki povezana z naravo primarne poškodbe genoma, ki jo povzročajo.

ionizirajoče sevanje- to je tok nabitih ali nevtralnih delcev in kvantov elektromagnetnega sevanja, katerih prehod skozi snov vodi do ionizacije in vzbujanja atomov ali molekul medija.

Ionizirajoče sevanje lahko povzroči mutacije - nenadne naravne ali umetno izzvane podedovane spremembe v genetskem materialu, ki povzročijo spremembo določenih znakov organizma.

Obstajajo mutacije spontano ki nastanejo pod vplivom naravnih dejavnikov zunanje okolje ali kot posledica biokemičnih sprememb v samem telesu in povzročeno ki nastanejo pod vplivom mutagenih dejavnikov, na primer ionizirajočega sevanja kemične snovi.

Mutacije so lahko neposrednoče njihova manifestacija vodi do odstopanja od značilnosti tako imenovanega divjega tipa in vzvratnoče vodijo do okrevanja divjega tipa.

Mutacije v zarodnih celicah – generativne – se prenašajo na naslednje generacije; mutacije v katerikoli drugi telesni celici – somatske – podedujejo le hčerinske celice in prizadenejo samo organizem, v katerem so nastale.

Jedrske mutacije vplivajo na kromosome jedra, citoplazemske - genetski material, ki ga vsebujejo citoplazmatske organele celice - mitohondrije, plastide.

Glede na naravo sprememb v genetskem materialu ločimo točkovne mutacije, genomske mutacije in kromosomske aberacije (preureditve). Točkovne mutacije so posledica spremembe zaporedja nukleotidov v molekuli DNK, ki je nosilec genetske informacije in je povezana z dodajanjem, izgubo ali preureditvijo baz v DNK. Genomske mutacije so povezane s spremembo števila kromosomov v celici, večkratnikom posameznega niza kromosomov, pa tudi s povečanjem ali zmanjšanjem števila posameznih kromosomov.

Radioaktivne snovi lahko vplivajo na človeško telo zunaj in znotraj. Za zunanjo izpostavljenost je značilen vpliv ionizirajočega sevanja od zunaj in je posledica različne prodorne sposobnosti delcev. Notranja izpostavljenost je povezana z vdorom radioaktivne snovi v človeško telo s hrano, vdihanim zrakom ali skozi odprto rano.

Vpliv radioaktivnega sevanja na človeško telo je odvisen od številnih dejavnikov in ga določajo:

Hitrost radioaktivnega razpada radionuklida;

Hitrost izločanja RV iz telesa;

Vrsta radioaktivnega sevanja;

Akutni učinki se pojavijo v prvih dneh (tednih) po izpostavljenosti. Dolgoročni učinki - učinki, ki se ne razvijejo takoj po izpostavljenosti, ampak čez nekaj časa.

Akutna radiacijska bolezen se pojavi po popolni enkratni zunanji enakomerni izpostavljenosti. Med vrednostjo absorbirane doze v telesu in povprečno pričakovano življenjsko dobo obstaja stroga povezava.

Pri izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju v odmerkih, ki ne povzročajo akutne ali kronične radiacijske bolezni, pride do sprememb v glavnih regulacijskih sistemih telesa in funkcionalne spremembe v delovanju glavnih fizioloških sistemov so najpogosteje polisindromske narave. To se kaže v razvoju prenosoloških stanj, ki se z naraščajočimi odmerki spreminjajo v klinično patologijo.

V strukturi nevrološke obolevnosti posebno mesto zavzema sindrom vegetativne distonije, povečana anksioznost kot stabilna osebnostna lastnost, pospešuje se prehod psihofizioloških motenj v trajne psihosomatske.

Z dodatnim vplivom drugih škodljivih dejavnikov obstaja možnost povečanja splošnih somatskih bolezni. Faktor sevanja je le eden od pogojev za to rast.

Nazaj naprej

Pozor! Predogled diapozitiva je zgolj informativne narave in morda ne predstavlja celotnega obsega predstavitve. Če vas to delo zanima, prenesite polno različico.

Cilji lekcije.

1. Razviti osebni UUD z oblikovanjem koncepta "mutagena", "mutageneze", "spontane mutageneze", "inducirane mutageneze", razširiti znanje študentov o vrstah mutagenov in njihovih učinkih na organizme. Pokažite nevarnost onesnaženja okolja z mutageni, utemeljite potrebo po zagotavljanju genetske varnosti človeka.

2. Razvijte regulativni in kognitivni UUD s sposobnostjo upravljanja kognitivnih in izobraževalnih dejavnosti s samostojnim postavljanjem problema in načinov za njegovo rešitev, strukturiranjem preučevanega materiala, delom z dodatno literaturo, sposobnostjo sporočanja, postavljanja vprašanj in vodenja nasprotovanja .

3. Razviti komunikativne UUD, ki ponujajo možnosti za sodelovanje: sposobnost slišati, poslušati in razumeti partnerja, nadzorovati dejanja drug drugega, pravilno izražati svoje misli v govoru, spoštovati partnerja in sebe v komunikaciji in sodelovanju.

3. Poučna

Med poukom prispevati k oblikovanju svetovnih nazorskih konceptov, kritičnemu vrednotenju učencev, spodbujanju spoštovanja do mnenja in znanja svojih tovarišev.

Izvajati okoljsko vzgojo s širjenjem znanja o onesnaževanju okolja z mutageni in njihovem delovanju na organizme.

Izvajati vojaško-poklicno usmeritev: neodvisnost, organiziranost, sposobnost premagovanja težav, spoštovanje tovarišev in njihovega mnenja.

Izvajati moralno in domoljubno vzgojo z oblikovanjem odnosov in kategorij: odgovornost, dolžnost, norme vedenja, z vrednotenjem dela domačih znanstvenikov na področju mutageneze.

Metodološki cilji: prikazati metodološke metode za oblikovanje komunikacijskega UUD pri pouku biologije (Priloga 5).

Materialna podpora lekcije: predstavitev, IAD, izročki, poročila študentov.

Metode dela: besedna, problemska, delno raziskovalna, uporaba predhodno pridobljenega znanja, ustvarjalni pristop k učnim dejavnostim ob uporabi dodatne literature, kontrola znanja.

Oblika učne ure: seminarska lekcija.

Izvajanje lekcije

Obstaja bitje, ampak kakšno ime
poimenuj ga? To niso ne sanje ne bedenje;
Je zavest bolečih sanj
Ali drzen premislek ...

E.A. Baratinski

Danes nadaljujemo pogovor o dedni variabilnosti. Poglejmo, kaj o tej temi že vemo. (Vrste dedne variabilnosti, vrste mutacij in njihove manifestacije).

Tema naše današnje lekcije je "Mutageni in njihov učinek na divje živali in človek« (diapozitiv številka 1). Za današnji seminar ste prejeli 5 vprašanj vodilne naloge in ste se morali razdeliti v skupine ter o njih pripraviti dodatno gradivo. Vsaka skupina bo imela priložnost govoriti, odgovarjati na vprašanja in poslušati nasprotnika (slide #2).

Pred začetkom dela vam želim ponuditi kratek diapozitiv, si ga pozorno ogledati in oblikovati problem ter na koncu lekcije predlagati načine za njegovo rešitev.

Učenci si ogledajo diafilm (prosojnice št. 3-13) in razpravljajo o svojih čustvih ter oblikujejo problem.

(Zakaj pride do takšnih deformacij pri ljudeh in ali je mogoče na ta proces vplivati?).

Da bi odgovorili na naše vprašanje, bomo najprej delali z novim gradivom, razpravljali o vprašanjih, predlaganih za samostojno učenje. Delali bomo po shemi, vrednotenje dela z žetoni (Priloga 1 , , , ).

Mutageni in njihove vrste (1. skupina govori, 2. skupina nasprotuje, vprašanja neobvezna)

Učenci poslušajo govor, opravijo naloge št. 1, 3, 6 v delovnih zvezkih.

Mutageni - dejavniki, ki povzročajo nastanek mutacij (diapozitiv številka 14) .

Razvrstitev po naravi dejavnikov vpliva (diapozitiv št. 15):

1. Fizično - različni tipi sevanje, temperatura.

2. Kemični.

3. Biološki.

Izvor:

1. Spontano - delujejo v normalnih naravnih razmerah brez očitnega razloga.

2. Inducirano - umetno sproženo s strani osebe za lastne namene.

(Številka diapozitiva 16). Dejavniki, ki povzročajo spontani (spontani) mutageni učinek, so razdeljeni na zunanji, oz eksogeni, in notranji, oz endogeni. Za eksogeni dejavniki spontane mutageneze vključujejo naravno sevanje ozadja, pa tudi učinek visokih ali nizkih temperatur na somatske ali zarodne celice telesa.

Znano je, da med rastlinskimi organizmi visokogorskih ali arktičnih območij pogosto najdemo poliploidne oblike, ki nastanejo kot posledica spontanih mutacij genoma. Povezano je z ostri padci temperaturah v rastni sezoni, v gorah pa z močnim UV sevanjem. Eksperimentalno je bilo dokazano, da močno zvišanje temperature okolja za vsakih 10 °C poveča stopnjo mutacije za petkrat. Ni naključje, da so visokogorja središča izvora številnih rastlinskih vrst, ki so v kulturo vstopile kot poliploidi.

Eksogeni mutageni vključujejo vpliv različnih kemičnih spojin na somatske ali zarodne celice telesa. Še posebej močni mutageni za človeka so narkotične snovi, nikotin, alkohol. Povzročajo spontane mutacije, napake v procesih replikacije in rekombinacije DNA, poškodbe genov in kromosomov. V tem primeru se spontano pojavijo vse možne vrste genskih, kromosomskih, genomskih in citoplazemskih mutacij, ki so pogosto nevarne za življenje organizma.

Vir mnogih spontanih mutacij so endogeni dejavniki - nekatere kemične spojine, ki se spontano pojavljajo v telesu v procesu presnove in povzročajo napake v procesih replikacije, rekombinacije DNA, spreminjanje lokacije ali strukture genetskih elementov.

(Številka diapozitiva 17). V začetku 20. stoletja so odkrili fizikalno in nato kemično mutagenezo, domači znanstveniki pa so stali pri izvoru tega odkritja. Torej, genetiki V.V. Saharov in M.E. Lobashev je pokazal, da pod delovanjem kemičnih spojin (jod, ocetna kislina, amoniak) poveča pogostost mutacij v rastlinskih celicah ajde. Kasneje je I.A. Rapoport (ZSSR) in S. Auerbach (Velika Britanija) sta odkrila močne kemične mutagene, ki sta jih imenovala supermutagene.

Fizikalni mutageni (2. skupina govori, 3. skupina nasprotuje, vprašanja neobvezna)

Učenci poslušajo, opravijo naloge v delovnem zvezku št. 4, 5.

(Številka diapozitiva 18). Ta skupina mutagenov vključuje različne vrste sevanja, temperaturo. Za ionizirajoče sevanje vključujejo elektromagnetne, rentgenske in gama žarke ter osnovne delce (alfa, beta, nevtrone itd.). V procesu izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju na telo celične komponente, vključno z molekulami DNA, absorbirajo določeno količino (odmerek) energije. V tem primeru lahko enako dozo dosežemo z nizko intenzivnostjo dolgotrajnega obsevanja ali s kratkotrajnim obsevanjem z visoko intenzivnostjo. Posledice obsevanja so lahko pretrganje vodikovih vezi v dvojni vijačnici molekule DNK, pretrganje v eni ali dveh verigah DNK, nastanek novih stabilnih vezi (zamreževanj) med dvema verigama ene molekule DNK, med različnimi molekulami DNK, nastajanje novih stabilnih vezi (zamrežitev) med dvema verigama ene molekule DNK. ali med DNA in proteinskimi molekulami. Naslednji zaključek je bil pridobljen eksperimentalno.

Pogostost pojavljanja (indukcije) mutacij je sorazmerna z dozo sevanja. Z večanjem odmerka se povečuje verjetnost poškodbe.

Za razliko od rentgena ultravijolične žarke nimajo dovolj ionizacijske energije. Vendar pa ga absorbirajo dušikove baze (purini in pirimidini), ki so del DNK, in jih prenesejo v energijsko nestabilno, vzbujeno stanje. To vodi do napak pri replikaciji DNK.

Mutagen dejavnik je tudi temperatura. . Na primer, pri gojenju vinskih mušic pri temperaturi, ki je 10 °C nad normalno, se število mutacij potroji. Poškodba genetskega materiala zaradi sevanja ni neposreden vir sprememb v telesnih celicah, poškodovanih zaradi sevanja (prosojnica št. 19). Dejstvo je, da imajo vsi organizmi v svojih celicah vodo. Zato sevanje ne le neposredno »zadene« občutljive genske strukture, ampak nanje vpliva tudi posredno zaradi razgradnje vode. Ta proces vodi v nastanek kratkotrajnih, tako imenovanih prosti radikali(vodik H + in hidroksil OH -), združena v vodo ali kemično aktivne in zato zelo biološko nevarne molekule - vodikov peroksid in atomski kisik. Po drugi strani pa lahko povzročijo več novih ionizacijskih dogodkov. Tako prihaja do plazovitega povečanja pogostosti zadetkov na »tarči«. Zato so spojine sposobne interakcije s prostimi radikali (antioksidanti),ščitijo ciljne molekule pred posrednim delovanjem sevanja. Med takimi antioksidanti so na primer tokoferol (vitamin E), element v sledovih selen itd.

Električni vodi (diapozitiv številka 20), močne radijske oddajne naprave ustvarjajo elektromagnetno polje, ki je večkrat višje od dovoljene ravni. Električna in magnetna polja močno vplivajo na stanje vseh bioloških predmetov, ki spadajo v območje njihovega vpliva. Na primer, na območju delovanja električnega polja daljnovodov žuželke kažejo spremembe v vedenju: na primer, pri čebelah so zabeleženi povečana agresivnost, tesnoba, zmanjšana učinkovitost in produktivnost ter nagnjenost k izgubi matic; pri hroščih, komarjih, metuljih in drugih letečih žuželkah pride do spremembe vedenjskih odzivov, vključno s spremembo smeri gibanja v smeri z nižjo stopnjo sevanja. Pri rastlinah so pogoste razvojne anomalije - pogosto se spremenijo oblike in velikosti cvetov, listov, stebel, pojavijo se dodatni cvetni listi. Zdrava oseba trpi zaradi relativno dolgega bivanja na področju daljnovodov. Kratkotrajna izpostavljenost (minut) lahko povzroči negativno reakcijo le pri preobčutljivih ljudeh ali pri bolnikih z določenimi vrstami alergij. Delo britanskih znanstvenikov v zgodnjih 90-ih je pokazalo, da se pri številnih alergikih pod vplivom polja daljnovoda razvije reakcija epileptičnega tipa. Z dolgotrajnim bivanjem (meseci - leta) ljudi v elektromagnetnem polju daljnovodov se lahko razvijejo bolezni predvsem srčno-žilnega in živčnega sistema človeškega telesa. V zadnjih letih med dolgoročnimi posledicami pogosto omenjamo onkološke bolezni.

Pogosto so bolj nevarni viri šibkih elektromagnetno sevanje ki velja dolgo časa. Ti viri vključujejo predvsem avdio-video opremo, Aparati. Na človeka najbolj vplivajo mobilni telefoni, mikrovalovne pečice, računalniki in televizorji. Problem elektromagnetnega sevanja, ki prihaja iz osebnih računalnikov, je precej akuten zaradi več razlogov: računalnik ima dva vira sevanja hkrati (monitor in sistemsko enoto); uporabnik osebnega računalnika je praktično prikrajšan za možnost dela na daljavo; zelo dolgo časa vpliv.

Genetske posledice izpostavljenosti EMR še niso dovolj raziskane. V enem od ameriških laboratorijev preiskujejo vprašanje povezave med rojstvom mongoloidnih otrok (Downova bolezen) in izpostavljenostjo njihovih očetov mikrovalovni energiji. Ugotovljeno je bilo, da ima večina takih otrok očete, ki so bili med drugo svetovno vojno obsevani z radarskim poljem.

Za zaščito ljudi so bili razviti posebni sanitarni standardi (GOST 12.1.006-84 ureja vpliv elektromagnetnega sevanja na ljudi), vključno s tistimi, ki prepovedujejo gradnjo stanovanjskih in drugih objektov v bližini močnih virov sevanja.

Vsem je jasno, da elektromagnetno sevanje resnično ogroža zdravje ljudi. Izkazalo se je, da sta si elektromagnetna in sevalna polja po nekaterih parametrih blizu. To so dokazali tako ruski kot tuji znanstveniki.

Kemijski mutageni (3. skupina govori, 4. skupina nasprotuje, vprašanja neobvezna)

Učenci poslušajo, opravijo naloge v delovnem zvezku št. 5, 8.

Široka študija kemična mutageneza se je začelo po tem, ko je leta 1946 domači znanstvenik I.A. Rapoport je odkril močan mutageni učinek etilenimina in formaldehida, S. Auerbach (Velika Britanija) pa je iste lastnosti odkril v iperitu in njegovih derivatih. Od takrat je bilo ugotovljenih veliko kemičnih spojin, ki imajo mutageno delovanje (prosojnica št. 21). Med njimi so vlaknati mineral azbest, etilenamin, kolhicin, benzpiren, dušikova kislina, narkotične snovi, alkohol, nikotin itd. Pogosto so te iste snovi tudi rakotvorne snovi, torej snovi, ki lahko povzročijo nastanek malignih novotvorb (tumorjev) v telesu.

Izkazalo se je, da snovi, nevarne za gensko-kromosomski aparat nas dobesedno obkrožajo: gospodinjske kemikalije v zraku, barve za lase, industrijski izpusti in izpušni plini avtomobilov in motorjev itd. Toda večina mutagenov pride v naše telo s hrano. Škodljive kemikalije, ki se kopičijo v tleh, sčasoma preidejo v užitne dele rastlin. Z njimi namreč absorbiramo 37 odstotkov mangana, 41 odstotkov cinka, 32 odstotkov bakra in 10 odstotkov niklja.

(Številka diapozitiva 22). Pri dolgotrajnem skladiščenju izdelkov nastajajo tudi mutageni v obliki peroksidiranih maščobnih spojin, ki prav tako kvarijo dedno naravo naših celic. Na primer, če govorimo o »mutagenem mesu«, mislimo na posebno nevarno plesen, ki se pojavi na pokvarjenem mesu. Prekajevanje mesa ali cvrtje mesa in rib pri temperaturi 100-200 stopinj 15 minut vodi tudi do pojava mutagenov. Holesterol, ki ga vsebujejo maslo, jajca, kisla smetana, smetana, med dolgotrajnim skladiščenjem postane mutagen. Enaka usoda čaka arome, ki se uporabljajo pri konzerviranju, ter konzervanse, dodane sokovom in vinom.

Mnogi zdravilne snovi povzročajo kromosomske aberacije v kulturi človeških celic pri odmerkih, ki odražajo dejanske, s katerimi je oseba v stiku, vendar ne kažejo jasne odvisnosti od odmerka. Ta zdravila inducirajo (2-3-krat višje od spontane ravni) kromosomske aberacije pri posameznikih, ki so z njimi »v stiku«. Ta skupina vključuje antikonvulzive (barbituratni kompleks), psihotropne, hormonske (estradiol, progesteron, peroralni kontraceptivi), mešanice za anestezijo, protivnetna zdravila (butadion, acetilsalicilna kislina, amidopirin). Na primer, acetilsalicilna kislina in amidopirin povečata pogostost kromosomskih aberacij, vendar le v velikih odmerkih, ki se uporabljata pri zdravljenju revmatičnih bolezni.

Večina pesticidov je sintetičnih organska snov. V praksi se uporablja približno 600 pesticidov, ki pripadajo različnim razredom kemičnih spojin. Ker krožijo v biosferi, migrirajo v naravnih trofičnih verigah, se kopičijo v nekaterih biocenozah in kmetijskih proizvodih, pri napovedovanju posledic njihove uporabe ne sodelujejo le zdravniki, higieniki, ampak tudi okoljevarstveniki. Zelo pomembno je predvideti in preprečiti mutageno nevarnost kemičnih fitofarmacevtskih sredstev. Poleg tega govorimo o povečanju mutacijskega procesa ne samo pri ljudeh, temveč tudi v rastlinskem in živalskem svetu. Človek pride v stik s kemikalijami med njihovo proizvodnjo, pri uporabi pri kmetijskih delih, v majhnih količinah jih prejme s hrano, vodo iz okolja.

Biološki mutageni (4. skupina govori, 5. skupina nasprotuje)

Učenci poslušajo in si zapisujejo v zvezke.

(Številka diapozitiva 23). Biološki mutageni vključujejo nekatere rastline, kot je jesenski mraz (Colchicum autumnale), številni virusi in gensko spremenjeni predmeti. Alkaloid kolhicin, ekstrahiran iz kolhicina, se pogosto uporablja za umetno pridobivanje poliploidov, saj blokira razhajanje podvojenih kromosomov. Virusi lahko povzročijo različne kromosomske mutacije (aberacije), ki povzročajo dedno variabilnost.

(Številka diapozitiva 24). Trenutno so transgene sorte poljščin odporne na herbicide, viruse, škodljivce, z izboljšanimi kakovostnimi lastnostmi (izboljšana sestava rastlinsko olje) zasedajo posejane površine, ki presegajo 85 milijonov hektarjev. Živilski izdelki, pridobljeni iz takšnih sort, niso več redkost na policah trgovin v mnogih državah sveta.

Ampak genski inženiring Previdni pa je še druga stran, ki je povezana z morebitno spremembo strukture genoma posamezne transgene rastline, z uhajanjem transgenov in njihovim prenosom na divje sorodnike, z vplivom na »divje« vrste v naravni ekosistem. Pogosto se gen, odgovoren za odpornost na antibiotike, vnese v GS organizem kot markerski gen. Hipotetično, če se tak gen za odpornost na antibiotike prenese na bakterije, ki povzročajo bolezni, bodo te postale imune na delovanje antibiotikov in potem bo zdravljenje s konvencionalnimi antibiotiki postalo manj učinkovito.

Kljub dolgotrajnemu zavračanju gensko spremenjenih izdelkov s strani evropske skupnosti so prehranske komponente iz gensko spremenjene soje, koruze in oljnic zdaj dobile dovoljenje za uporabo v živilih v Evropski uniji.

Uporabljeni izdelki vključujejo olja in sirupe, ki vsebujejo "snov gensko spremenjenega izvora", ter moko in škrob. Te sestavine je mogoče uporabiti v številnih predelanih živilih, od zelenjavnih hamburgerjev do suhih piškotov in omak, podobno kot pri uporabi sestavin, ki izvirajo iz gensko nespremenjenih pridelkov. Na primer, transgena soja je vključena v skoraj 60% izdelkov, vključno s: klobasami, cmoki, kruhom, čokolado, margarino, sladoledom, otroška hrana in drugi Na osnovi gensko spremenjenih komponent se proizvajajo različni aditivi za živila (indeks E). Študije Greenpeacea so pokazale, da številna svetovno znana podjetja za proizvodnjo svojih izdelkov uporabljajo gensko spremenjene izdelke (slide št. 25).

Do zdaj ni nedvoumnega odgovora na vprašanje, kako uživanje transgenih izdelkov vpliva na zdravje ljudi. Po mnenju strokovnjakov bo na to vprašanje mogoče odgovoriti šele po rojstvu vnukov tistih, ki danes uživajo GSO. Analiza zdravstvenega stanja ene generacije ljudi ne bo dala zanesljive slike. Rezultati poskusov na laboratorijskih živalih kažejo, da se pogostost mutacij pri njih poveča sto in tisočkrat in se razvije neplodnost.

Vpliv mutagenov na človeka in okolje (5. skupina govori, 1. skupina nasprotuje)

Učenci poslušajo in sestavijo diagram v zvezke.

Skozi zgodovino svojega razvoja je človeštvo kopičilo (predvsem zaradi naravnega mutacijskega procesa) tako imenovano genetsko obremenitev, ki se kaže v dednih, genetsko pogojenih boleznih. Zdravje sedanjih prihodnjih generacij ljudi je v veliki meri odvisno od tega, kakšna genetska obremenitev je podedovana od prejšnjih generacij, koliko mutacij je nabralo človeštvo (diapozitiv št. 26).

Trenutno je znanih približno 2 tisoč genetskih okvar,

ki prizadene le del celotnega števila lokusov v genomu. Hkrati je približno četrtina celotne količine mutacij posledica energije naravnega sevalnega ozadja. Pogostejše pa so lahko genske mutacije, ki povzročajo majhne biokemične nepravilnosti v telesu.

Težava je v tem, da pospešek pogostnosti mutacij vodi v povečanje števila posameznikov s prirojenimi napakami in škodljivimi deviacijami, ki so podedovane, mutacije v nespolnih (somatskih) celicah pa lahko praviloma povzročijo rast. maligne neoplazme (spontani rak). Izračuni kažejo, da podvojitev pogostosti mutacij toliko poveča obseg genetske obremenitve, da lahko postane nevarna za obstoj populacij.

Obstaja izhod iz takšne krize - to je pot evolucijskih sprememb, vendar prilagajanje na mutagene v procesu selekcije zahteva ogromno genetskih žrtev in časa od populacije. Predvsem vrste, ki jih predstavlja razmeroma majhno število osebkov, s počasnim zaporedjem generacij, bi se težje prilagodile na visoko mutageno ozadje okolja. Biološke vrste z velikim številom osebkov, s hitrim zaporedjem generacij, na primer mikroorganizem, bodo bolj verjetno premagale genetsko krizo, ki jo povzroča rast mutagenega onesnaženja (povečanje stopnje mutacij). Fenomen njihove odpornosti na široko razširjene antibiotike in sulfanilamidne pripravke je dobro znan, prav tako kot pojav na pesticide odpornih ras bakterij, gliv in žuželk.

Glavna nevarnost onesnaženja okolja z mutageni, kot verjamejo genetiki, je, da bodo na novo nastale mutacije, ki jih evolucija ne "reciklira", negativno vplivale na sposobnost preživetja katerega koli organizma. In če lahko poškodbe zarodnih celic povzročijo povečanje števila nosilcev mutantnih genov in kromosomov, potem, če so poškodovani geni somatskih celic, je možno povečanje števila rakavih obolenj. Poleg tega obstaja globoka povezava med na videz različnimi biološkimi učinki.

Okoljski mutageni na primer vplivajo na količino rekombinacije dednih molekul, ki so tudi vir dednih sprememb. Možno je vplivati ​​tudi na delovanje genov, ki so lahko vzrok na primer za teratološke nepravilnosti (malformacije), in končno so možne poškodbe encimskih sistemov, ki spremenijo različne fiziološke značilnosti telesa, vse do delovanja živčnega sistema in zato vpliva na psiho. (Številka diapozitiva 27). Genetska prilagoditev človeških populacij naraščajočemu onesnaženju biosfere z mutagenimi dejavniki je načeloma nemogoča.

V nasprotju z velikimi kromosomskimi poškodbami dednega materiala so točkovne genske mutacije, ki se lahko kopičijo skozi generacije, največjo težavo pri odkrivanju v populacijah. Njihova identifikacija je pomembna prav zato, ker bodo takšne mutacije v veliki meri odgovorne za manifestacijo genetske obremenitve v naslednjih generacijah.

Živimo v okolju, polnem mutagenov, in njihovega vpliva ne moremo popolnoma odpraviti, vendar nam bo pridobljeno znanje pomagalo zmanjšati vpliv teh negativnih dejavnikov na telo, ohraniti naše zdravje in zdravje naših otrok. Nekaj ​​priporočil za zmanjšanje vpliva mutagenov na naše telo (diapozitivi št. 28, 29)

Zmanjšajte učinke mutagenov (diapozitiv številka 30)

Povzetek lekcije

Zdaj pa se vrnimo k problemu naše lekcije. Čigav je to problem? Ali lahko vplivamo na mutagenezo?

Vsekakor ja! Ena najučinkovitejših metod je znanje. Poznati je treba svoje značilnosti, vedeti, kaj lahko povzroči genetske motnje pri nerojenem otroku ... Verjetnost tragedije je mogoče zmanjšati. Zdrav način življenja je eden od načinov za zmanjšanje tega tveganja.

Odsev

Odgovorite na vprašanja (Priloga št. 4)

Utrjevanje znanja

Preverjanje nalog v delovnem zvezku.

Naloga za samostojno učenje

(Na ločenih listih) “Pismo v prihodnost”. Ko ste preživeli in občutili današnjo lekcijo, napišite pismo svojemu nerojenemu otroku o tem, kaj mora vedeti, kaj storiti, kako se obnašati, da zmanjšate tveganje za mutacije pri sebi in prihodnjih potomcih.

Bibliografija

1. Mansheeva E.P. Mutageni. festival.1september.ru
2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Simonova L.V. Biologija. M. "Ventana-grof". 2011.
3. Foto mutacije. images.yandex.ru
4. okoljski mutageni. abilev.narod.ru>mutagen10.htm
5. fizikalni mutageni. referat.ru>mutageny.html
6. Slike. images.yandex.ru>mutageni.
7. Mutageni. BiblioFond.ru>view.aspx.id=55819

AT Vsakdanje življenje obkrožajo nas številni dejavniki različne narave, ki imajo lahko mutageni učinek (gospodinjski električni aparati, zdravila, gospodinjska kemikalija, kozmetika).

Na kemične mutagene Sem spadajo vse kemikalije (kisline, alkalije, peroksidi, kovinske soli, formaldehid, pesticidi, herbicidi, kolhicin), ki jih delimo v 2 skupini: organske in anorganske.

Mutageni organske narave povzročajo predvsem genske mutacije, anorganske narave- kromosomske aberacije Kemični mutageni lahko spremenijo koloidno stanje kromosomov, reagirajo z DNK, zavirajo njeno sintezo. Kemični mutageni imajo določeno specifičnost delovanja- lahko napoveste kateri geni bodo mutirali. Na primer, kolhicin - mitotični strup, uniči vreteno in ustavi celično delitev v metafazi; rejci ga uporabljajo za proizvodnjo poliploidnih oblik; formaldehid in njegovi derivati ​​(formalin), pesticidi, herbicidi, kofein, fotoreagenti, konzervansi, raketno gorivo.

Kemične mutagene običajno delimo na:

Mutageni industrijske proizvodnje

Mutageni kmetijske proizvodnje

Gospodinjski mutageni.

Za ljudi so še posebej nevarni kemični mutageni, ki jih vsebujejo hrana in voda. Mutagene spojine pridejo v človeško telo neposredno (nekatere brezalkoholne pijače itd.) ali preko prehranjevalne verige. Glavne poti okužbe s hrano in živilske surovine:

1. uporaba nedovoljenih barvil ali presežek njihovega odmerka;

2. uporaba netradicionalnih tehnologij pridelave hrane (kemična ali mikrobiološka sinteza);

3. kontaminacija kmetijskih pridelkov s pesticidi in živali z zdravili za uporabo v veterinarski medicini;

4. kršitev higienskih pravil za uporabo gnojil, trdnih in tekočih odpadkov iz industrije in živinoreje, namakanja, komunalnih in drugih odpadnih voda;

5. uporaba v živinoreji in perutninarstvu nedovoljenih aditivi za živila, konzervansi, stimulansi rasti, preventivna in terapevtska zdravila ali uporaba dovoljenih dodatkov v velikih odmerkih;

6. prehajanje strupenih snovi v živilske izdelke iz živilske opreme, posode, inventarja in embalaže; uporaba nedovoljenih polimernih, gumijastih in kovinskih materialov;

7. nastajanje endogenih toksičnih spojin v živilskih izdelkih med termično izpostavljenostjo, vretjem, cvrtjem, obsevanjem in drugimi postopki predelave;

8. neskladnost s sanitarnimi zahtevami v tehnologiji proizvodnje in skladiščenja prehrambeni izdelki, kar povzroči nastanek bakterijskih toksinov (mikotoksini, botulinski toksini itd.);

9. vnos strupenih snovi, vključno z radionuklidi, iz okolja v živila - atmosferski zrak, zemlja, voda.

Uporaba kemikalij v Prehrambena industrija . Zlasti tehnologija konzerviranja hrane vodi do neposrednega stika človeka z mutageni (formalin, propilen, natrijev nitrat). Skupaj je sodobna svetovna industrija konzerviranja pomemben vir mutagenov za ljudi zaradi šibkega državnega sanitarnega nadzora v mnogih državah. Do nedavnega na Japonskem kot konzervansširoko uporabljan AF-2 (trans-2/furin-3-/5-nitro-2-/furil/-akrilamid), ki zavira rast bakterij v sojinem mleku in ribjih klobasah. Na testnih sistemih (bakterije, človeške celične kulture) pa je bilo ugotovljeno, da ta konzervans povzroča širok spekter mutacije. Na Japonskem in v ZDA je uporaba AF-2 v prehrambeni in farmacevtski industriji prepovedana.

V mesni industriji se je široko uporabljal natrijev nitrat, ki je imel dobre konzervansne lastnosti in je mesu dajal svežino, sočnost, roza barva. Aktivno uporabo tega konzervansa so ustavili genetiki, ki so v njem odkrili sposobnost poškodbe genoma somatskih in zarodnih celic.

Prehranska dopolnila- snovi naravnega ali umetnega izvora, ki se uporabljajo za izboljšanje tehnologij za pridobivanje živil, ohranjanje ali dodajanje potrebnih lastnosti in podaljšanje roka uporabnosti. Obstaja enoten sistem za označevanje aditivov za živila ("Codex Alimentarius") - indeks "E" (evropski) s številkami. Na primer, tartrazin daje izdelku rumeno in oranžno barvo; mononatrijev glutamat izboljša vonj in okus; kinin - je del tonika; sintetične arome. Dokazano je, da lahko mononatrijev glutamat izzove kompleks simptomov, imenovan "sindrom kitajske restavracije". Razvije se 15-20 minut po zaužitju hrane z visoko vsebnostjo mononatrijevega glutamata kot konzervansa. Ta sindrom je bil prvič opisan leta 1969, njegovi simptomi so pekoč občutek v okcipitalnem predelu vratu, prsnega koša in podlakti, občutek teže v prsih.

V Rusiji in Belorusiji so prepovedani: citrusno rdeče barvilo (E121), rdeči amarant (E123) in konzervans formaldehid (E240).

Rekombinantni rastni hormon (goveji somatotropin) se od leta 1993 uporablja za povečanje količine mleka, lahko vsebuje kravje mleko. Njegova uporaba pri kravah povzroči povečanje v telesu živali insulinu podobnega faktorja-1 (IGF-1), ki ima enako primarno strukturo kot človeški peptid. V prisotnosti mlečnega kazeina se IGF-1 med pasterizacijo ne uniči. Pri vstopu v človeško telo se goveji IGF-1, tako kot njegov lastni, tvorita v Tanko črevo, lahko povzroči rast tumorja kot posledica zaviranja apoptoze; povečati občutljivost tkiva dojk na delovanje ionizirajoče sevanje; ima estrogen podoben učinek; lahko povzroči akromegalijo.

Vprašanja so zelo pomembna radijska sterilizacija hrane, v katerem jih ne le zaščitimo pred prezgodnjim kvarjenjem, ampak tudi neškodujemo (piščančje meso pred salmonelo itd.). Korenovke po obdelavi z obsevanjem, tudi v pogojih vročine in vlage, ne gnijejo in dolgo ne kalijo. V Združenih državah so kratkotrajno intenzivno sevanje kobalta-60 uporabili za predelavo nekaterih mesnih izdelkov, ko ni mogoče uporabiti hladilnih enot. Vendar pa kot posledica obsevanja visoki odmerki v izdelkih se lahko pojavijo epoksidi, peroksidi, hidroksialkil peroksidi itd., ki so mutageni.

Nastanejo nekateri mutageni pri kuhanju. Pri cvrtju mesa in rib se takšne snovi tvorijo kot posledica pirolize triptofana in nekaterih drugih organskih spojin. Znana je tako imenovana "Mallardova reakcija": med toplotno obdelavo nastanejo vezi med karbonilnimi skupinami reduciranih sladkorjev in amino skupinami aminov, peptidov in beljakovin. Te spojine dajejo hrani aromo, določen okus in specifično barvo, hkrati pa nastajajo toksični in mutageni stranski produkti. Policiklični aromatski ogljikovi hidrati, predvsem benzpiren, imajo tudi mutageni učinek. Nastane pri dimljenju hrane ali pečenju na žaru, če pride maščoba na razbeljeno oglje.

Nepredelana živila lahko vsebujejo tudi mutagene. Tako jih najdemo v nekaterih vrstah stročnic, nerafiniranem bombaževem olju, črnem popru, gobah in nekaterih drugih izdelkih. Tako so na primer v ZDA našli enake prirojene napake pri novorojenčku, zarodu mladičkov in kozličkih. Študije so pokazale, da sta ženska in pes med nosečnostjo uživala mleko domačih koz, ki so bile hranjene z volčjim bobom. Analiza volčjega boba je pokazala prisotnost mutagenov v njem. Trenutno se uporabljajo nove sorte volčjega boba, v katerih praktično ni mutagenov.

AT zadnje čase osredotočiti na mutagenost pitna voda . Pitna voda vsebuje majhna količina organske nečistoče. Pri dezinfekciji vode ji dodajamo klor. Kot posledica reakcije klora z organskimi snovmi nastanejo organoklorove spojine z mutagenim delovanjem (na primer trihalometani).

Zdravila, ki so tudi mutagena potrebna komponenta naš življenjski prostor - farmakološke mutagene . Razširjeno v zdravniška praksa dobil antibiotiki. Vendar imajo tetraciklin, levomicetin, biomicin, streptomicin močne mutagene lastnosti, tk. Z vezavo na molekulo DNA povzročijo zatiranje genov in proces biosinteze beljakovin. Toda tudi antibiotiki s šibkimi mutagenimi lastnostmi lahko pri dolgotrajni uporabi povzročijo veliko škodo, saj to povzroči popoln mutageni učinek. Nekatere zdravilne učinkovine same po sebi niso mutagene, ampak produkti njihove presnove postanejo mutageni.

Najbolj izrazit mutageni učinek je citostatiki in antimetaboliti uporablja se za zdravljenje malignih neoplazem in kot imunosupresiv. Mnogi citostatiki povzročajo od odmerka odvisno povečanje pogostnosti kromosomskih aberacij in sestrskih kromatidnih izmenjav v človeških limfocitih in vitro in in vivo. celo medicinsko osebje Onkološki oddelki, ki ne upoštevajo previdnostnih ukrepov pri pakiranju citostatikov, imajo lahko majhno mutageno tveganje. največja skupina citostatiki z mutagenim učinkom so alkilirajoča zdravila (derivati ​​etilenimina, diklorodietilamina, nitrozosečnine). Med replikacijo neposredno poškodujejo DNK. Nekateri od njih (tiofosfamid, degranol itd.) Imajo neposreden mutageni učinek, drugi (ciklofosfamid) zahtevajo presnovno aktivacijo.

Protitumorski antibiotiki (aktinomicin O, adriamicin) inducirajo kromosomske aberacije v človeških celicah na način, ki je odvisen od odmerka. Mehanizem mutagenega delovanja nekaterih od njih je povezan z njihovim vnosom v DNK med sintezo.

Citostatiki, ki delujejo kot zaviralci vretena (vinblastin in vinkristin), pogosteje kot kromosomske aberacije povzročajo aneuploidijo in poliploidijo. Jasna odvisnost od odmerka teh zdravil ni bila ugotovljena. Kljub mutagenemu učinku se ta zdravila pogosto uporabljajo v medicinski praksi iz zdravstvenih razlogov. Ker večina bolnikov, ki jih uporablja, nima potomcev, je genetsko tveganje zaradi teh zdravil za prihodnje generacije majhno.

Številna zdravila povzročajo kromosomske aberacije v gojenih človeških celicah v odmerkih, ki se uporabljajo za zdravljenje, vendar ne kažejo jasne odvisnosti od odmerka. Ta zdravila inducirajo (2-3-krat višje od spontane ravni) kromosomske aberacije pri posameznikih, ki so "v stiku" z njimi. Ta skupina vključuje antikonvulzive (barbiturate), psihotropne, hormonske (estradiol, progesteron, peroralni kontraceptivi), mešanice za anestezijo, protivnetna zdravila (butadion, acetilsalicilna kislina, amidopirin). Na primer, acetilsalicilna kislina (aspirin) in amidopirin povečata pogostost kromosomskih aberacij, vendar le v velikih odmerkih, ki se uporabljajo pri zdravljenju revmatskih bolezni.

Včasih temeljitejši test odstrani "mutageno stigmo" z zdravila, kot se je zgodilo z izoniazidom in dietilamidom lizergične kisline.

Obstaja skupina zdravil s šibkim mutagenim učinkom. Mehanizmi njihovega delovanja na kromosome niso jasni. Ni izključen posredni učinek preko spremembe presnove nekaterih spojin, ki so pospeševalci spontane mutageneze. Ti šibki mutageni vključujejo metilksantine (kofein, teobromin), psihotropna zdravila(haloperidol), baktericidna in razkužila (tripoflavin, etilen oksid, levamisol, furosemid). Široka uporaba teh zdravil zahteva skrbno spremljanje njihovih genetskih učinkov ne le pri bolnikih, ampak tudi pri medicinskem osebju, ki uporablja zdravila za dezinfekcijo, sterilizacijo in anestezijo.

Znana vloga alkohol pri pojavu raka v ustih, žrelu in nazofarinksu. Odstotek raka na tej lokaciji je običajno visok pri točajih, natakaricah in vseh tistih, ki delajo z alkoholom. Vendar pa ostaja nejasno, ali je alkohol sam izzval nastanek tumorjev ali so bile to druge sestavine. alkoholne pijače. Dokazano je, da imajo ljudje, ki pijejo in kadijo, 50 % večje tveganje, da zbolijo, kot tisti, ki samo pijejo ali kadijo. To potrjujejo številne študije, da alkohol povečuje mutageno in rakotvorno nevarnost različnih spojin. Do zdaj obstajajo nasprotujoči si podatki o mutagenosti kofeina. Raziskovalci se strinjajo v eni stvari, veliki odmerki kofeina so mutageni in rakotvorni.

Ugotovljeno je bilo, da večina komercialnih barve za lase imajo velik mutageni potencial. Nevarnost je še večja zaradi dejstva, da je lasišče idealna površina za sesanje. Zato pri beljenju las, na primer z vodikovim peroksidom, pomemben del teh mutagenov vstopi v telo, kar povzroči razne poškodbe v genetskem aparatu celic. Zato naj se ženske v rodni dobi izogibajo uporabi te izjemno nevarne spojine.

Onesnaženje ozračja stanovanja s kemičnimi mutageni lahko povzročijo naslednji dejavniki:

Pohištvo, barve, laki, lepila, zaključni in gradbeni materiali so pogosto vir hlapov rakotvornih snovi (fenol, formaldehid, radon). Dobro znan učinek izpostavljenosti radonu je pljučni rak.

· plinske peči sproščajo produkte nepopolnega zgorevanja plina v ozračje, možno je uhajanje plina.

· tobačni dim je mešanica plinov in aerosolov (ogljikovodiki, alkoholi, fenoli, nikotin, ogljikov monoksid, amoniak, dušikov oksid, cianovodikova kislina, vodikov sulfid, benzpiren, kadmij, arzen, krom, formaldehid, radioaktivni polonij itd.). Povzroča bolezen pri pasivnih kadilcih.

Detergenti in čistila na osnovi površine aktivne snovi(površinsko aktivne snovi), fosfati, razkužila (ki vsebujejo formaldehid, klorove spojine itd.).

Katere ukrepe je mogoče sprejeti za izboljšanje okoljske kakovosti doma?

Ionizacija zraka poveča odpornost telesa na pomanjkanje kisika, mraz, telesno aktivnost.

Zadostna izpostavljenost soncu (zaradi orientacije fasad, gostote pozidave itd.), ki deluje baktericidno na mikrofloro v prostoru.

Pravilna organizacija postelja- ne bližje kot 10 cm od armiranobetonske stene in ne bližje 2 m od kabelskih priključkov ter 1,5 m od hladilnika ali TV-ja.

Verjetno vsi poznajo besedo mutagen. To je snov, ki ima lahko drugačno naravo in se razlikuje po intenzivnosti izpostavljenosti. Škodujejo lahko tudi okolju in ljudem. Toda njihove lastnosti se pogosto uporabljajo za dobro na različnih področjih življenja.

Kaj je mutagen

Vsaka oseba ima svojo predstavo o tem, kaj je ta snov. Toda v resnici je mutagen dejavnik, ki povzroči trajno spremembo strukture organizma. Te spremembe običajno podedujejo naslednje generacije.

Mutageni so določene kisline, vse vrste spojin, zdravil in celo določene vrste sevanja. Lahko so tudi nekateri mutageni – to je univerzalna definicija dejavnikov, ki lahko povzročijo mutacijo v katerem koli organizmu, od bakterij do rastlin in ljudi. Intenzivnost sprememb je odvisna od odmerka.

Vrste mutagenov

Danes poznamo tri vrste mutagenov: fizikalne, kemične in biološke. Vse spada v prvo kategorijo.To so rentgenski in gama žarki, nevtroni, protoni, ultravijolično. Zanimivo je, da do neke mere konstantno visok oz nizka temperatura vpliva tudi na spremembe v strukturi telesa, vendar so te spremembe manj intenzivne.

Druga kategorija so kemični mutageni. Sem spadajo tuja DNK, alkilirajoče spojine (dimetilsulfat, iperit itd.), pesticidi, akridinska barvila, formaldehid, nekateri alkaloidi in organski peroksidi. Sem sodijo tudi številna druga zdravila, pa tudi snovi, katerih narava še ni raziskana. Biološki mutageni so lahko virusi, nekatere rastline in gensko spremenjene snovi.

Mutageni in ljudje: dejavniki tveganja

Znanstveniki pogosto uporabljajo mutagene v korist družbe, na primer, uporabljajo jih rejci. Vendar so veliko močnejši slab vpliv. Z nakupom številnih izdelkov, pripravkov, čistil in gospodinjskih aparatov se človek izpostavi mutagenom, ki telesu škodujejo. Najpogosteje se to zgodi neopazno za osebo samo in se manifestira šele v naslednji generaciji. Na žalost še danes stik s takimi snovmi povzroča nove bolezni, kronične alergijske reakcije in tumorji. Proizvajalci številnih potrebnih izdelkov pogosto v svojo sestavo dodajo enega ali drugega mutagena. Lahko so barve za lase, hrana, gospodinjske kemikalije, industrijski odpadki in še veliko več. Vse te snovi letijo v zraku, se usedejo na tla in jih absorbirajo rastline, ki jih zaužijemo. Poleg tega okoljski mutageni vplivajo na živali in žuželke, spreminjajo njihove navade, zaradi česar postanejo bolj agresivni in dovzetni za bolezni. Omeniti velja, da niso opazili takšnih sprememb, ki bi koristile telesu.

Hrana in mutageni

Danes ima živilska industrija dovoljenje za uporabo nekaterih izdelkov, ki vsebujejo sestavine gensko spremenjene koruze, soje in jih najdemo v sirupih, moki, maslu, škrobu. Prav te baze se v velikih količinah uporabljajo za proizvodnjo številnih izdelkov, od hrane, klobas in konča z omakami. Genskih sprememb, ki jih prinaša takšna prehrana, morda ne bomo videli, a naši vnuki jih bodo očitno občutili.

Poskusi z živalmi, izpostavljenimi tem mutagenom, se še naprej izvajajo v laboratorijih po vsem svetu. Rezultati raziskav kažejo, da se neplodnost razvija sčasoma, pogostost mutacij v naslednjih generacijah pa se večstokrat poveča. Omeniti velja tudi, da lahko v nekaterih pokvarjenih živilih nastanejo mutageni. Na primer, v zastareli kisli smetani, maslu, jajcih nastanejo spojine, ki se spremenijo v mutagene. Če je meso kuhano v lastni sok, poteka tudi ta proces.

Varnostni ukrepi

Ko smo izvedeli, da je naš svet poln mutagenov, se zdi, da smo preprosto nemočni. A v resnici ti podatki pomagajo k večji previdnosti pri izbiri hrane.

Poleg tega ne zanemarite nekaterih priporočil. Nikoli ne jejte pokvarjene hrane; pri stiku z gospodinjskimi kemikalijami uporabite masko in gumijaste rokavice; izogibajte se živilom, ki vsebujejo barvila in konzervanse; zmanjšajte sladkarije. Pri kuhanju uporabite ingver, peteršilj, gorčico, jajčevce, čebulo, papriko, koriander, zelje, jabolka in zeleni čaj - ta živila ublažijo učinke mutagenov.