Мутагени, тяхната класификация и характеристики
Мутагени - химия и физични фактори, които причиняват наследствени промени - мутации. Първите изкуствени мутации, получени през 1925 г. GA Nadsenom Ур. S. Filippov дрожди действие на радиоактивни радий радиация; През 1927 г. г-н Мюлер е мутация в Drosophila действие на рентгенови лъчи. Способността на химикали, за да предизвика мутации (deystviemioda на Drosophila) отвори I. A. Rapoportom. При индивиди мухи еволюирали от тези ларви mutatsiyokazalas скорост няколко пъти по-висока, отколкото в контрола на насекоми.
По произход (:) ендогенен образувана по време на живота на организма и екзогенни - всички други фактори, включително условията на околната среда.
Поради естеството на поява (:) на физически, химически и биологични:
Физични мутагени: 1ioniziruyuschee радиация; 2radioaktivny гниене; 3ultrafioletovoe радиация; 4chrezmerno висока или ниска температура.
Химични мутагени: 1Some алкалоидите колхицин - един от най-често срещаните мутагени селекция. 2okisliteli и редуциращи агенти (нитрати, нитрити, реактивни кислородни видове); 3nitroproizvodnyemocheviny - често се използва в селското стопанство;
етилен имин, етил метансулфонат, диметил сулфат, 1,4-bisdiazoatsetilbutan (известни като DAB);
някои пестициди; някои хранителни добавки (например, ароматни въглеводороди, цикламати); рафинирани петролни продукти; органични разтворители;
лекарства (например, цитостатици, живачни лекарства, имуносупресанти).
Биологични мутагени: специфични ДНК последователности - транспозони; Някои вируси (вирус на морбили, рубеола, грип), продукти на метаболизма на липидите (окислителни продукти);
антигени на някои микроорганизми.
Физични мутагени наречени физически въздействие върху живи организми, които имат пряк ефект върху ДНК или вирусна РНК, или индиректен ефект чрез репликация система, ремонт, рекомбинация,
- различни видове радиация: йонизиращо лъчение, радиоактивно разпадане, ултравиолетова радиация.
Основният ефект от образуването на единични или разкъсвания на двойната верига на ДНК молекулата. UV силно абсорбира от тъканите и причинява мутации в само повърхностни клетки на многоклетъчни животни, но тя действа от едноклетъчен ефективно. Йонизиращо лъчение - поток от заредени или неутрални частици и фотони на електромагнитно лъчение, минаваща през веществото, което води до йонизация и възбуждане на атоми или молекули на средата.
изотопи са радиоактивни. Тези елементи включват всички естествени елементи с атомен номер 83 по-горе (Bi). Вредните ефекти на радиоактивни елементи, определени от йонизиращи лъчения, естеството на които зависи от вида на радиоактивното разпадане на изотопа.
Има естествени радионуклиди, които се образуват под влияние на постоянно падане на Земята космическата радиация и причинени от човека.
За замърсяването на въздуха от радионуклиди доведе ядрени реактори, топлинни електроцентрали, които изгарят въглища. Той винаги съдържа малки количества уран, торий и техните продукти от разпада. Изгарянето на горивото, тези радионуклиди са частично превърнати в аерозоли в атмосферата.
За замърсяване на почвата може да доведе до използването на фосфатни торове. Примеси на уран и торий е винаги там, в изходната суровина, която се използва в производството на изкуствени торове. По време на обработката на суровини радионуклиди частично превръща в тор, и от тях и в почвата, и преминава в хранителната верига.
Други физични мутагени са частици от различно естество, които имат висока енергия: алфа и бета радиацията, излъчена от радиоактивни вещества, и неутронно лъчение. В случай на директен ефект върху основната роля ДНК се играе от два параметъра: стойността на частици, влияещи на способността на биологичния материал да абсорбира тази енергия.
увреждане на ДНК може да бъде два вида: с двойна ивица и прекъсвания на единичната верига.
Мутациите могат да причинят висока или ниска температура. През 1928 Н. Мюлер показа, че повишаване на температурата от 10 ° С увеличава честотата на мутации в Drosophila 2-3. Много ниски или много високи температури наруши клетъчното делене (възникнат геномни мутации). Екстремните температури повишаване на ефекта на други мутагени като намаляване на ензимната активност на ремонтни системи.
Физични фактори водят до същите мутации, които възникват при спонтанен мутагенеза.
На химични мутагени много химични съединения с разнообразна структура. Най-мутагенната активност проявяват различни алкилиращи съединения и нитрозо съединения, някои антибиотици, имащи антитуморна активност.
Химични мутагени са разделени на мутагени директен ефект (съединения реактивност, която е достатъчна за химична модификация на ДНК, РНК и някои протеини) и мутагени непреки (promutageny - вещества, които сами по себе си инертен но се превръща в организма в мутагени, предимно в ензимно окисление).
Целевите действия са мутагени в ДНК на клетките и някои протеини. Редица мутагени предизвика мутации не ковалентно свързване към ДНК. В този случай, ДНК синтез шаблон протича с грешки. Синтезираният ДНК нишка е един нуклеотид-дълъг или по-кратък от нормалното и мутация случи.
Има мутагени инхибиране на синтеза на ДНК прекурсори. В резултат на това има забавяне или дори да спре синтеза на ДНК. Мутагенни и канцерогенни химикали са тясно свързани. Ето защо, идентифициране на потенциални мутагени в теста за среда за мутагенност промишлени химикали (бои, фармацевтични продукти, пестициди и т.н.) - важен проблем на съвременната генетика.
Установено е, че за мутагенната активност има няколко хиляди химични съединения. Въпреки това, за разлика от йонизиращо и ултравиолетовите лъчи на химични мутагени, характеризиращи се с специфичността на действие, в зависимост от вида на обекта и етапа на развитие на клетките. Когато химични мутагени взаимодействат с компонентите на наследствени структури (ДНК и протеини) с първичен увреждане на последната. Впоследствие тези първични увреждания пораждат мутации.
Биологичните мутагени включват ДНК и РНК вируси, няколко полипептиди и протеини, като стрептолизин О-и няколко ензим рестрикционни ензими, и някои лекарства и някои ДНК плазмиди.
Механизми на мутации чрез действието на различни биологични фактори не е съвсем ясно, но агенти, съдържащи нуклеинови киселини може да предизвика нарушение на рекомбинантни методи, които водят до мутации. Действието на рестрикционни ензими се намалява до "рязане" на ДНК вериги в място (локус), определена последователност от нуклеотиди, специфични за всеки рестрикционен ензим.
Биологични мутагени: - специфични ДНК последователности - транспозони;
- Някои вируси (вирус на морбили, рубеола, грип); - продукти на обмяната на веществата (окислителни продукти на липиди);
Транспозоните - един от класовете на преносими елементи на генома, които се изграждат в генома може да предизвика мутации, включително такава важна, колкото и хромозомни пренареждания.
Те играят важна роля при транспортирането на лекарствена резистентност сред микроорганизми, рекомбинация и обмен на генетичен материал между различните видове в prirodetak и по време на генното инженерство изследвания.
Проблемът е, че ускоряването на темпа на мутация води до увеличаване на броя на хората с вродени дефекти и вредни отклонения, предавани от nasledstvu.Glavnaya опасност от екологични мутагени замърсяване вярвали, генетика, се нововъзникващи, че мутациите не се "рециклират" еволюционно неблагоприятно въздействие върху жизнеспособността на всички организми. Мутагените въздействието върху околната среда на стойността на рекомбинация на наследствени молекули, които също са източник на наследствени промени.