Мутагены, живая природа и человек

Мутагены — вещества, вызывающие изменения ДНК, генов
МУТАГЕНЫ
РЕНТГЕНОВСКИЕ
ЛУЧИ
ЯДОВИТЫЕ
ВЕЩЕСТВА
(КОЛХИЦИН)
РАДИОАКТИВНЫЕ
ВЕЩЕСТВА
КАНЦЕРОГЕННЫЕ
ВЕЩЕСТВА
НЕКОТОРЫЕ
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ
ПРЕПАРАТЫ

Мутагенные факторы
Физические
Химические
Биологические
Все виды излучения
(ионизирующее,
ультрафиолетовое
и др.)
Различные химические
вещества (соли
тяжелых металлов,
алкилирующие
соединения,
нитросоединения,
некоторые кислоты и
др.)
Вирусы, подвижные
(мобильные)
генетические
элементы

искусственное получение мутаций с помощью мутагенов; иногда к мутагенезу относят появление спонтанных мутаций (естественный мутагенез)
МУТАГЕНЕЗ

1. По характеру изменения генетического материала:
генные
хромосомные
геномные
2. По характеру взаимодействия аллелей и генов
доминантные
рецессивные
комплементарные
эпистатические
ТИПЫ МУТАЦИЙ

3. По эффектам проявления в клетках, организме, популяции:
Летальные
условно-летальные
дефектные
температурно-чувствительные и др.
4. Другие типы:
генеративные и соматические
прямые и обратные
ТИПЫ МУТАЦИЙ

ГЕННЫЕ
(изменения на уровне
отдельных нуклеотидов)
ГЕНОМНЫЕ
(кратное изменение
хромосомного набора –
полиплоидия)
ХРОМОСОМНЫЕ
(перемещение участков
хромосом или их обмен)
СОМАТИЧЕСКИЕ
(не передаются по
наследству)
ТИПЫ МУТАЦИЙ

Редко возникают мутации, улучшающие свойства организмов
Дают основной материал для естественного и искусственного отбора
Необходимое условие эволюции в природе и селекции полезных форм растений, животных и микроорганизмов
МУТАЦИИ

Индуцированные мутации, вызванные облучением (радиацией), впервые были обнаружены советским ученым Г.А. Надсоном
РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ

(1867-1939)
Ботаник-микробиолог, библиотекарь Императорского ботанического сада и профессор Петроградского женского медицинского института.
Образование получил в Санкт-Петербургском университете.
НАДСОН ГЕОРГИЙ АДАМОВИЧ

Один из основателей Журнала Микробиологии. Создал целую школу микробиологов.
Репрессирован в 1937 г. по обвинению в участии в террористической организации. Расстрелян в 1939 г. Реабилитирован в 1955 г. и восстановлен в Академии Наук Общим собранием в 1956 г.
НАДСОН ГЕОРГИЙ АДАМОВИЧ

Наиболее известные работы связаны с развитием радиационной биологии. Доказал на низших грибах возможность искусственного получения мутаций под действием ионизирующей радиации (совместно с Г.С.Филипповым).
НАДСОН ГЕОРГИЙ АДАМОВИЧ

Для вызывания искусственных мутаций часто используются гамма-лучи, источником которых может быть, например, радиоактивный кобальт.
Облучение индуцирует как генные мутации, так и структурные хромосомные перестройки - нехватки, инверсии, удвоения и т. д.
РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ

Все структурные изменения связаны с разрывом хромосом. Причиной этого являются некоторые особенности процессов, происходящих в тканях при действии излучения.
ДЕЛЕЦИЯ (от лат. deletio – уничтожение) – тип хромосомной перестройки, при которой из ДНК выпадает участок генетического материала.
РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ

Делеция может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного кроссинговера.
Делеции подразделяют на:
интерстициальные (потеря внутреннего участка)
терминальные (потеря концевого участка).
Схема, иллюстрирующая принцип делеции

Химические мутагены должны обладать тремя качествами:
высокой проникающей способностью;
свойством изменять коллоидное состояние хромосом;
определенным действием на состояние гена или хромосомы.
ХИМИЧЕСКИЙ МУТАГЕНЕЗ

Некоторые из них усиливают мутагенный эффект во много раз по сравнению со спонтанными. Они получили название супермутагенов.
ХИМИЧЕСКИЙ МУТАГЕНЕЗ

Иосиф Абрамович Рапопорт
Шарлотта Ауэрбах (Великобритания)
положили начало изучению химического мутагенеза.
И.А.Рапопорт

Факторы
Внешние
(экзогенные)
Внутренние
(эндогенные)
Естественный
радиационный фон
Высокие и низкие
температуры
Химические
соединения, спонтанно
возникающие
в процессе обмена
веществ
СПОНТАННЫЙ (САМОПРОИЗВОЛЬНЫЙ) МУТАГЕНЕЗ
ПОЛИПЛОИДНЫЕ
ФОРМЫ
ОШИБКИ ПРОЦЕССОВ
РЕПЛИКАЦИИ
РЕКОМБИНАЦИИ ДНК

Постоянно протекает у всех живых организмов в соматических и половых клетках
Спонтанно возникают все возможные типы генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций
СПОНТАННЫЙ (САМОПРОИЗВОЛЬНЫЙ) МУТАГЕНЕЗ

Вредные химические вещества из почвы переходят в съедобные части растений. С ними мы поглощаем 37% марганца, 41% — цинка, 32% — меди, 10% - никеля.
Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме переокисленных соединений жиров
Мутагены в пище

Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении становится мутагенным
Вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты, добавляемые к сокам и винам тоже становятся мутагенами
Мясо, запеченное в собственном соку
Мутагены в пище

К нарушению наследственного аппарата могут привести и различные низкокалорийные диеты для похудения, однако этот риск уменьшает умеренное питание.
Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в течение 15 минут приводит к появлению мутагенов.
Мутагены в пище

Иммунная система
Кожа
Слизистая оболочка дыхательных путей
Слюна, желудочный сок, желчь
Защита наследственного аппарата

специи — перец, горчица, имбирь.
зелень — кинза, петрушка, лук, сельдерей.
зеленый чай, яблоки, капуста, баклажаны, мята.
Натуральное красное вино
Йогурт (установили недавно итальянские ученые С.Делла-Кроче и Е.Морицетти)
СМЯГЧАЮТ ДЕЙСТВИЕ МУТАГЕНОВ

Ешьте хлеб с отрубями
Исключите из рациона консервы и копчености, газированную воду с синтетическими красителями.
Сократите количество сладостей
Принимайте лактобактерин и бифидумбактерин: они очистят желудок и нормализуют работу «полезных» бактерий, которые также способны вступить в борьбу с мутагенами.
ПРОФИЛАКТИКА