что такое мутагены в биологии
Мутаген
В биологии мутагенами называют физические или химические агенты, которые вызывают изменения в генетическом материале (как правило, ДНК) организма и повышают частоту мутаций. Так как многие мутации приводят к образованию раковых опухолей, мутагены также часто называют канцерогенами. Однако, не все мутации вызываются мутагенами, так называемые, спонтанные мутации возникают в результате ошибок при репликации ДНК, репарации и рекомбинации.
Содержание
Классификация
Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающе изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения мутагены классифицирует на физические, химические и биологические:
Физические мутагены
Химические мутагены
Биологические мутагены
Полезное
Смотреть что такое «Мутаген» в других словарях:
мутаген — мутаген … Орфографический словарь-справочник
МУТАГЕН — любой агент или фактор, вызывающий мутацию. Экологический словарь, 2001 Мутаген любой агент или фактор, вызывающий мутацию. EdwART. Словарь экологическ … Экологический словарь
мутаген — этиленимин, фактор Словарь русских синонимов. мутаген сущ., кол во синонимов: 2 • фактор (29) • … Словарь синонимов
МУТАГЕН — МУТАГЕН, а, муж. (спец.). Общее название физических, химических, биологических факторов, способных стимулировать мутацию (в 1 знач.). | прил. мутагенный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Мутаген — вещество, способное вызвать генетические изменения в живых организмах. Источник: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ САНИТАРНЫХ ПРАВИЛ И НОРМ САНПИН 2.1.4.559 96 ПИТЬЕВАЯ ВОДА. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ… … Официальная терминология
МУТАГЕН — Любой агент или фактор, вызывающий мутацию Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов
мутаген — mutagen мутаген. Физический (гамма и Рентгеновские лучи, элементарные частицы, температура и др.) или химический (многочисленные органические и неорганические соединения, включая некоторые чужеродные для данного объекта биополимеры) фактор,… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
мутаген — rus мутаген (м), мутагенное вещество (с) eng mutagen, mutagenic substance fra mutagène (m), substance (f) mutagène deu mutagener Stoff (m) spa sustancia (f) mutagénica, sustancia (f) mutágena, mutágeno (m) … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
мутаген — ПАТОЛОГИЯ ЭМБРИОГЕНЕЗА МУТАГЕН, МУТАГЕННЫЙ ФАКТОР – фактор физической (рентгеновские и гамма лучи), химической (антибиотики, кислоты), или биологической природы (вирусы), воздействие которого на организм приводит к возникновению мутаций … Общая эмбриология: Терминологический словарь
мутаген — mutagenas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiaga ar poveikis, sukeliantys gyvų organizmų genetinius pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. мутаген … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
мутаген — mutagenas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Veiksnys, sukeliantis genetinius organizmo pokyčius (mutacijas). atitikmenys: angl. mutagen rus. мутаген; мутагенный фактор … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
Что такое мутагены в биологии
Если эта ошибка остается неисправленной, синтез белка и репликация ДНК усложняется во много раз — это и есть мутагенез. Солнечный свет нужен для выработки витамина D. Однако образование пиримидиновых димеров является одной из основных причин меланомы. Помимо этого, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Вывод: длительное пребывание на солнце вредно. Солнечные ожоги опасны. Пренебрегать кремами с UV-фильтрами и находиться под прямыми солнечными лучами — легкомысленно, а ходить в солярий запрещено категорически. Прочее взаимодействие с солнцем (пробежка по пляжу на рассвете, например) нужно и полезно.
Враг №2: активные формы кислорода Самый распространенный мутаген. Хитрость заключается в том, что эти активные формы генерируются в ходе самых обычных химических реакций, которые протекают в человеческом теле. Тут может возникнуть недоумение, ведь кислород — это газ, который содержится в атмосфере нашей планеты, с ним ассоциируется дыхание полной грудью, свежесть и еще какие-то приятные ощущения из рекламы стиральных порошков.
Разгадка кроется в названии. Кислород окисляет вещества, которые встречает на своем пути. Вспомните перекись водорода, которую выливают на разбитую коленку — примерно то же самое происходит в клеточных масштабах при выделении активных форм кислорода. Активные формы кислорода разрушают мембраны, из которых построены живые клетки, выдергивают отдельные основания из цепи ДНК и вносят разрывы. Страшно не только то, что они делают, но и то, как изощренно это происходит. Поскольку выделение АФК осуществляется постоянно, при поломке нейтрализующего их механизма клетки постоянно подвергаются бомбардировке мутагенами и гибнут в муках.
Важно учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как антиоксиданты при чрезмерном потреблении вредны: они могут препятствовать усвоению других микроэлементов.
Доказано: полезные пищевые привычки помогут избежать этого врага. Будьте аккуратны и не ешьте просроченные продукты. Старайтесь тщательно мыть продукты и готовить еду непосредственно перед употреблением. Впрочем, люди с непереносимостью глютена, лактозы или кофеина в отношении афлатоксина чувствуют себя немного спокойнее: больше половины продуктов из группы риска уже исключены из их меню. Такая особенность пищевого поведения, как привычка переедать, может быть вдвойне вредна в данной ситуации.
Враг №4: бензол. Бензол — химическое соединение, без которого невозможно представить современную жизнь. Это токсин и канцероген, который входит в состав нефти и бензина, а также широко применяется в производстве лекарств, пластмасс, резины и красителей. Если поместить человека в замкнутое пространство и постепенно закачивать туда бензол, то сначала он почувствует эйфорию. Затем появятся сонливость, тошнота, головная боль, мышечные подергивания. Если оставить испытуемого в этой камере на длительное время, то он умрет, если же его выпустить, то можно будет наблюдать целый комплекс расстройств, вызванных отравлением бензолом. Однако нам интересно не это. Бензол часто встречается в некачественной косметической продукции и пластмассовых изделиях, то есть не исключено систематическое отравление бензолом в небольших количествах, что может провоцировать возникновение различных видов гемато-онкологических заболеваний.
Доказано: витамины группы В — Ниацин, фолат и кобаламин — необходимы для репарации ДНК. Дефицит этих витаминов в первую очередь заметен при отравлении бензолом. Зачастую люди получают витамины этой группы с мясом животных. Подробнее узнать о том, на какие процессы влияют витамины группы В и как диагностировать их недостаток, можно по ссылке.
Берегите себя. Враги в лице мутагенов могут быть повсюду. Когда речь заходит о здоровом образе жизни, тем, кто пытается изменить все своими силами, приходится балансировать между массой советов и здравым смыслом. Граница зыбкая и устоять на ней больше шансов у того,, кто знает себя и не наносит себе вред.
Мутагены
Эта статья не будет посвящена перевоплощению в DC/MARVELских героев, в черепашек ниндзя и даже не Геральту серии книг и игр «Ведьмак» (Анджей Сапковский, спасибо). Это будет чисто научный текст, так что будь готов!
Как говорит древнегреческо-латинский транслит, Мутаген или «Изменения рождающий» — это химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации.
Различают три типа мутагенов: физические, химические и биологические.
После удачного мирного разговора между Америкой и Японией, ученые стали задумываться о том, какое влияние оказывает небольшая доля радиации на Хиросиме и Нагасаки. По облезлой коже, лейкемии и выпавшим волосам стало понятно, что как-то не очень хорошо. После начали исследовать остальные факторы окружающей среды, которые меняют наш геном. В список Физ.Мутагенов входят:
Во-вторых, космическая радиация конечно не проникает полностью на Землю, благодаря магнитному полю. НО. От космического излучения больше защищен экватор, а вот ближе к полюсам доля радиации увеличивается. Особенно много её в Лондоне, Москве и Токио.
В-третьих, твой загар, это лишь защита от УФ-лучей. Как можно догадаться, наибольшей защищенностью обладают шоконигеры, а вот азиаты и белые могут подхватить рак.
В-четвертых, высокая температура, которая повышает скорость химических реакций, также вызывает мутации. Всё из-за разгона атомов. Да такого, что всё рвётся, особенно у ДНК. Температурные мутации примерно происходят при 30-50 градусах цельсия ( кроме мух береговушек ). Как вы уже догадались, люди, которые несколько веков жили в таких условиях, адаптировались и им такие мутации ни по чем.
В-пятых, рентген. Ну его делали все. Но фишка вот в чем. Так называемая флюрография не во всех странах делается каждый год. Точнее ее делают каждый год только люди особых профессий, например, врачи. Следовательно, в России есть адаптация к такому излучению.
Сразу скажу, что ГМО-продукты не вызывают мутаций, не верь своей бабушке и РЕН-ТВ!
— нитрозодиметилмочевина— часто применяется в сельском хозяйстве;
— некоторые пестициды(пестициды группы альдрина, гексахлоран);
— некоторые пищевые добавки (например,ароматические углеводороды (бензол и т.п.), цикламаты);
— продукты переработки нефти;
— органические растворители;
— лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути,иммунодепрессанты).
— парфюмерия
Механизм действия таков: залезает в клетку мутаген и облепливает со всех сторон ДНК. Затем нарушается синтез белков, из которых мы построены. И кирдык! Появляются мутантные белки или вообще ничего не появляется и ты мрёшь.
Небольшой факт: лекарства применяемые в химиотерапии являются мутагенами. От рака человек умирает медленно, но больно. А так он еще и мутирует и. вскоре умирает тоже.
Как по мне, это самая интересная и безопасная группа мутагенов.
— Специфические последовательности ДНК —транспозоны;
— некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);
— продукты обмена веществ(продукты окисления липидов);
— антигены некоторых микроорганизмов
Не только вирусы могут менять генотип клетки. Паразит и хозяин меняют друг другу генотип в ходе эволюции, симбионты тоже. Такая штука, как CRISPR создана для вырезания ненужных генов, а если мы научимся вставлять гены, как вирус, но только хорошие, то это перевернёт нашу привычную жизнь.
Мутагены, их классификация и характеристика. Генетическая опасность загрязнения природной среды мутагенами.
Мутагены — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном иГ. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действиемиода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутацийоказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.
По происхождению (:) на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения (:) на физические, химические и биологические:
Физические мутагены: 1ионизирующее излучение; 2радиоактивный распад; 3ультрафиолетовое излучение; 4чрезмерно высокая или низкая температура.
этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат, 1,4-бисдиазоацетилбутан (известный как ДАБ);
некоторые пестициды; некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители;
лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).
Биологические мутагены:специфические последовательности ДНК — транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);
антигены некоторых микроорганизмов.
Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации
— это разные виды излучений: ионизирующее излучение, радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение.
Первичный их эффект в образовании одиночных или двойных разрывов в молекуле ДНК. УФ сильно поглощается тканями и вызывает мутации лишь в поверхностно расположенных клетках многоклеточных животных, однако на одноклеточных он действует эффективно. Ионизирующее излучение – это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.
изотопы, которых радиоактивны. К таким элементам относятся все естественные элементы с атомным номером выше 83 (Bi). Вредное воздействие радиоактивных элементов определяется ионизирующим излучением, характер которого зависит от типа радиоактивного распада данного изотопа.
Существуют естественные радионуклиды, образующиеся под действием постоянно попадающего на Землю космического излучения и техногенные.
К загрязнению атмосферы радионуклидами приводят ядерные реакторы, работа тепловых электростанций, сжигающих каменный уголь. Он всегда содержит небольшие примеси урана, тория и продукты их распада. При сжигании топлива эти радионуклиды частично переходят в аэрозоли и попадают в атмосферу.
К загрязнению почвы радионуклидами может приводить использование фосфорных минеральных удобрений. Примеси урана и тория всегда есть в исходном сырье, которое используют при производстве этих удобрений. При переработке сырья радионуклиды частично переходят в удобрения, а из них и в почвы и передаются дальше по трофическим цепям.
Другими физическими мутагенами являются частицы разной природы, имеющие высокую энергию: это альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ и нейтронное излучение. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два параметра: величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию.
Повреждения ДНК могут быть двух типов: двунитевые и однонитевые разрывы.
Мутации может вызывать также высокая или низкая температура. В 1928 г. Меллер показал, что повышение температуры на 10 градусов по С повышает частоту мутаций у дрозофил в 2-3 раза. Очень низкие или очень высокие температуры нарушают деление клетки (возникают геномные мутации). Экстремальные температуры усиливают действие других мутагенов, поскольку снижают ферментативную активность репарационных систем.
Физические факторы вызывают те же мутации, которые возникают и при спонтанном мутагенезе.
К химическим мутагенам относятся многие химические соединения самого разнообразного строения. Наибольшую мутагенную активность проявляют различные алкилирующие соединения, а также нитрозосоединения, некоторые антибиотики, обладающие противоопухолевой активностью.
Мишенью действия мутагенов в клетке являются ДНК и некоторые белки. Ряд мутагенов вызывают мутации, не связываясь ковалентно с ДНК. В этом случае матричный синтез на ДНК протекает с ошибками. В синтезируемой нити ДНК оказывается на один нуклеотид больше или меньше обычного и возникают мутации.
Установлено, что мутагенной активностью обладает несколько тысяч химических соединений. Однако в отличие от ионизирующего и ультрафиолетового излучений для химических мутагенов характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. При взаимодействии химических мутагенов с компонентами наследственных структур (ДНК и белками) возникают первичные повреждения последних. В дальнейшем эти первичные повреждения ведут к возникновению мутаций.
К биологическим мутагенам относят ДНК- и РНК-содержащие вирусы, некоторые полипептиды и белки, например О-стрептолизин и ряд ферментов рестриктаз, а также препараты некоторых ДНК и определенные плазмиды.
Механизмы образования мутаций при действии различных биологических факторов не вполне ясны, однако агенты, содержащие нуклеиновые кислоты, могут вызывать нарушение процессов рекомбинации, что приводит к возникновению мутаций. Действие рестриктаз сводится к «разрезанию» цепей ДНК в месте (локусе) определенной последовательности нуклеотидов, специфичном для каждой рестриктазы.
Транспозоны – один из классов мобильных элементов генома которые, встраиваясь в геном, могут вызывать мутации, в том числе и такие значительные как хромосомные перестройки.
Они играют важную роль в процессах переноса лекарственной устойчивости среди микроорганизмов, рекомбинации, и обмена генетическим материалом между различными видами как в природетак и в ходе генно-инженерных исследований.
Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству.Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не «переработанные» эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. Мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений.
КЛАССИФИКАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МУТАГЕНОВ.
В настоящее время проблема биологических мутогенов очень актуальна, так как количество вирусных заболеваний возрастает с каждым годом. Именно на мутационном действии основывается канцерогенный эффект некоторых групп вирусов. Возникновение злокачественных опухолей начинается с перерождения соматических клеток, вызванных нарушениями их генетического аппарата мутагенами.
Цель.
Рассмотреть существующую классификацию биологических мутогенов.
Задача.
Изучить заболевания, возникшие при биологических мутациях.
Основная часть.
Классификация
Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в генетической структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения ихклассифицируют на физические, химические и биологические.
Кроме воздействий, вызывающих изменения наследственного материала существует еще одно: новые гены могут попадать из генома одного организма в геном другого с вирусами, которые встраиваются в ДНК клеток хозяина, при размножении часто захватывают часть хозяйских генов и передают новым хозяевам при их заражении –это биологические мутагены.
Биологические мутагены бывают
специфические последовательности ДНК — транспозоны;
Транспозоны — это участки ДНК организмов, способные к перемещению (транспозиции) и размножению в пределах данного генома. Транспозоны известны под названием «прыгающие гены» и являются примерами мобильных генетических элементов.
Транспозоны формально относятся к так называемой некодирующей части генома — то есть к той, которая в последовательности пар оснований ДНК не несёт на себе информацию об аминокислотных последовательностях белков, хотя некоторые классы мобильных элементов содержат в своей последовательности информацию о ферментах, транскрибируются и катализируют передвижения; например, ДНК-транспозоны и ДДП-1 кодируют белки транспозаза, БОРС1 и БОРС2. У разных видов транспозоны распространены в разной степени: так, у человека транспозоны составляют до 45 % всей последовательности ДНК, у плодовой мухи некоторые мобильные элементы составляют лишь 15—20 % всего генома. У растений транспозоны занимают основную часть генома — так, у кукурузыс размером генома в 2,3 миллиардов пар оснований по крайней мере 85 % составляют различные мобильные элементы.
некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);
Корь — острое инфекционное вирусное заболевание с очень высоким уровнем восприимчивости, которое проявляется в виде высокой температуры (до 40,5 °C), воспаления слизистых оболочек полости рта и верхних дыхательных путей, конъюнктивита и характерной пятнисто-папулезной сыпи кожныхпокровов, общей интоксикации.
Краснуха или третья болезнь — эпидемическое вирусное заболевание с инкубационным периодом около 15-24 дней. Это, как правило,неопасное заболевание, затрагивающее в основном детей, но оно может спровоцировать серьёзные врожденные пороки, если женщина была заражена в начале беременности. Название «третья болезнь» происходит из времён, когда был составлен список болезней,которые провоцируютдетскую сыпь, где краснуха стояла на третьем месте.
продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);
антигены некоторых микроорганизмов.
Микрооргани́змы, микро́бы — собирательное название группы живых организмов, которые малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом. Термин микроббыл предложен 26 февраля 1878 года французским филологом Эмилем Литтре — по просьбе учёного Шарля Эммануэля Седийо дать подходящее название микроорганизмам.
Заключение.
На основе вышесказанного, можно сделать вывод. Биологические мутагены имеют имеют очень важное значение для выявления вирусных заболеваний на уровне ДНК. Основываясь на классификации этих мутаций можно провести соответсвующую диагностику и лечение зараженному.
Гершензон С.М. Мутации. Киев: Наук. Думка, 1991.
Бочков Н.П., Захаров А.Ф. и Иванов В.И. Медицинская генетика, М., 1984.
Абилев С.К. // Генетика. 1979. Т. 15, № 5. С. 807–811.
Дубинин Н.П. Общая генетика. М.: Наука, 1986. 559 с.
Дубинин Н.П. Некоторые проблемы современной генетики. М.: Наука, 1994. 224 с.