Mutageni(od latinskog mutatio - promjena i grčkog - geni - rađanje, rođenje), hemijski i fizički faktori koji izazivaju nasljedne promjene - mutacije.

Mutageni mogu biti različiti faktori koji uzrokuju promjene u strukturi gena, strukturi i broju hromozoma.

Djelovanje mutagena rasutih u okolini uzrokuje povećanje učestalosti mutacija, što dovodi do povećanja takozvanog genetskog opterećenja, izraženog u porastu nasljedne patologije, kao i incidencije karcinoma.

Mutageneza je pojava mutacija – iznenadne kvalitativne promjene u genetskim informacijama. Termin “mutacija” je predložio holandski naučnik N. de Vries 1901. godine.

Mete mutagena u ćeliji su uglavnom DNK i moguće neki proteini. Potonji uglavnom uključuju proteine ​​koji igraju strukturnu ulogu u organizaciji genoma ili sudjeluju u replikaciji (samoreprodukcija molekula nukleinske kiseline), rekombinaciji (preraspodjela genetskog materijala roditelja u potomstvu) ili popravci (obnova oštećene strukture DNK). ).

Da bi se eliminisala primarna oštećenja genetskih struktura uzrokovana mutagenima, ćelija ima niz sistema za obnavljanje ili reparaciju genetskih oštećenja. Trenutno postoji više od deset takvih sistema. Međutim, tokom popravke, neka od primarnih oštećenja mogu ostati i dovesti do mutacija.

Fizički mutageni su bilo koji fizički efekti na žive organizme koji imaju ili direktan učinak na DNK ili virusnu RNK, ili indirektan učinak putem replikacije, popravke i rekombinacijskih sistema

Prvi fizički mutageni koje su otkrili naučnici su različite vrste zračenja: jonizujuće zračenje, radioaktivni raspad, ultraljubičasto zračenje.

Primarni efekat jonizujućeg i ultraljubičastog zračenja je stvaranje pojedinačnih ili dvostrukih prekida u molekuli DNK. Ultraljubičasto svjetlo se snažno apsorbira u tkivima i uzrokuje mutacije samo u površno smještenim stanicama višećelijskih životinja, ali djelotvorno djeluje na jednoćelijske životinje. Mutageni efekat ultraljubičastog zračenja ustanovio je 1931. godine A.N. Promptov.

Ostali fizički mutageni su čestice različite prirode koje imaju veliku energiju: to su alfa i beta zračenje radioaktivnih supstanci i neutronsko zračenje čestica i sposobnost biološkog materijala da apsorbuje ovu energiju.

Oštećenje DNK može biti dva tipa: dvolančani prekidi i jednolančani prekidi.

Mutacije također mogu biti uzrokovane visokom ili niskom temperaturom. Meller je 1928. godine pokazao da povećanje temperature od 10 stepeni C povećava učestalost mutacija kod drozofile za 2-3 puta.

Poznavajući način djelovanja ovih mutagena, moglo bi se pretpostaviti da bi trebali djelovati na DNK bilo kojeg organizma. Zaista, ubrzo je otkriveno da, na primjer, rendgenski zraci uzrokuju mutacije u širokom spektru životinja, biljaka i mikroorganizama.

Utvrđeno je da mutacije uzrokovane zračenjem mogu utjecati na bilo koje karakteristike tijela, jer kvant zračenja ili čestica visoke energije mogu sasvim slučajno oštetiti bilo koji dio DNK. Što je veći intenzitet zračenja, odnosno što više kvanta ili čestica uđe u ćeliju u jedinici vremena, to je veći broj mutacija koje se javljaju.

Takođe je pokazano da fizički faktori izazivaju iste mutacije koje se javljaju tokom spontane mutageneze.

Viša živa bića imaju tvari koje slabe djelovanje zračenja - fotoprotektori, a mnoge biljke sadrže alkaloide i kumarine, pospješuju procese uzrokovane zračenjem i te tvari su opasne za životinje.

Fizički mutageni i njihovi efekti u velikoj mjeri ovise o prethodnoj evoluciji organizma. Vrste su razvile otpornost na mutagene koji stalno djeluju. Fizička mutageneza možda neće biti zabilježena zbog brze smrti mutantnih organizama.

2. Utjecaj fizičkih mutagena na žive stanice

2.1 Utjecaj jonizujućeg zračenja na živi organizam

Mutacije nastaju pod dejstvom fizičkih mutagena na isti način kao i pod dejstvom hemijskih mutagena. Prvo dolazi do primarnog oštećenja DNK. Ako se ne ispravi u potpunosti kao rezultat popravke, tada će se pojaviti mutacije tokom naknadne replikativne sinteze DNK. Specifičnost mutageneze (procesa nastanka mutacija) pod utjecajem fizičkih faktora povezana je s prirodom primarnog oštećenja genoma uzrokovanog njima.

Jonizujuće zračenje je tok nabijenih ili neutralnih čestica i kvanta elektromagnetskog zračenja, čiji prolazak kroz supstancu dovodi do jonizacije i pobuđivanja atoma ili molekula medija.

Jonizujuće zračenje može uzrokovati mutacije – iznenadne prirodne ili umjetno uzrokovane nasljedne promjene u genetskom materijalu, koje dovode do promjena određenih karakteristika tijela.

Postoje mutacije spontano koji nastaju pod uticajem prirodnih faktora sredine ili kao rezultat biohemijskih promena u samom telu, i inducirano, koji nastaju pod uticajem mutagenih faktora, na primer, jonizujućeg zračenja hemikalija.

Mutacije mogu biti ravno, ako njihovo ispoljavanje dovodi do odstupanja od karakteristika tzv. divljeg tipa i obrnuto, ako dovedu do obnove divljeg tipa.

Mutacije u zametnim stanicama - generativne - prenose se na sljedeće generacije; mutacije u bilo kojim drugim ćelijama tela - somatskim - nasleđuju samo ćelije kćeri i utiču samo na organizam u kojem su nastale.

Nuklearne mutacije utiču na hromozome jezgra, citoplazmatske mutacije utiču na genetski materijal sadržan u citoplazmatskim organelama ćelije - mitohondrije, plastide.

U zavisnosti od prirode promena u genetskom materijalu razlikuju se tačkaste mutacije, genomske mutacije i hromozomske aberacije (preuređivanja). Tačkaste mutacije su rezultat promjena u nukleotidnoj sekvenci u molekuli DNK, koja je nosilac genetske informacije, a povezane su sa dodavanjem, brisanjem ili preuređivanjem baza u DNK. Genomske mutacije su povezane s promjenom broja hromozoma u ćeliji, višestrukim od jednog seta hromozoma, kao i povećanjem ili smanjenjem broja pojedinačnih hromozoma.

Radioaktivne supstance mogu uticati na ljudski organizam spolja i iznutra. Eksterno zračenje karakteriše izlaganje jonizujućem zračenju izvana i uzrokovano je različitim prodornim sposobnostima čestica. Unutrašnja izloženost je povezana s ulaskom radioaktivne tvari u ljudsko tijelo putem hrane, udahnutih zraka ili kroz otvorenu ranu.

Utjecaj radioaktivnog zračenja na ljudski organizam ovisi o mnogim faktorima i određen je:

Brzina radioaktivnog raspada radionuklida;

Brzina uklanjanja radioaktivnih tvari iz tijela;

Vrsta radioaktivnog zračenja;

Akutne posljedice se javljaju u prvih nekoliko dana (nedjelja) nakon zračenja. Dugoročne posljedice su posljedice koje se ne razvijaju odmah nakon izlaganja, već nakon nekog vremena.

Akutna radijacijska bolest nastaje nakon totalnog jednokratnog vanjskog ravnomjernog zračenja. Postoji stroga veza između količine apsorbirane doze u tijelu i prosječnog životnog vijeka.

Pri izlaganju jonizujućem zračenju u dozama koje ne izazivaju akutnu ili kroničnu radijacijsku bolest, dolazi do promjena u glavnim regulatornim sustavima tijela, a funkcionalne promjene u aktivnosti glavnih fizioloških sistema najčešće su polisindromske prirode. To se očituje u razvoju prednosoloških stanja, koja sa povećanjem doze prelaze u kliničku patologiju.

U strukturi neurološkog morbiditeta posebno mjesto zauzima sindrom vegetativne distonije, povećana anksioznost kao stabilna osobina ličnosti, a dolazi i do ubrzanja prelaska psihofizioloških poremećaja u trajne psihosomatske.

Uz dodatnu izloženost drugim nepovoljnim faktorima, postoji mogućnost porasta općih somatskih bolesti. Faktor zračenja djeluje samo kao jedan od uslova za ovaj rast.

Nazad napred

Pažnja! Pregledi slajdova služe samo u informativne svrhe i možda ne predstavljaju sve karakteristike prezentacije. Ako ste zainteresovani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Ciljevi lekcije.

1. Razvijati lične vještine učenja kroz formiranje pojmova „mutagena“, „mutageneze“, „spontane mutageneze“, „inducirane mutageneze“, proširujući znanje učenika o vrstama mutagena i njihovom dejstvu na organizme. Pokazati opasnost od zagađenja životne sredine mutagenima, opravdati potrebu da se osigura ljudska genetska sigurnost.

2. Razvijati regulatorne i kognitivne vještine učenja kroz sposobnost upravljanja kognitivnim i obrazovnim aktivnostima kroz samostalnu formulaciju problema i načina rješavanja istog, strukturiranje materijala koji se proučava, rad sa dodatnom literaturom, sposobnost izvođenja prezentacija, postavljanja pitanja i voditi opoziciju.

3. Razvijati komunikacijske vještine koje pružaju mogućnosti za saradnju: sposobnost da čujemo, slušamo i razumijemo partnera, kontrolišemo svoje postupke, pravilno izražavamo svoje misli u govoru, poštujemo partnera i sebe u komunikaciji i saradnji.

3. Obrazovni

Metodički ciljevi: pokazati metodičke tehnike za razvijanje komunikativnih vještina učenja kod učenika na nastavi biologije (Prilog 5).

Materijalna podrška za čas: prezentacija, IAD, materijali, izvještaji učenika.

Metode rada: verbalna, problemska, djelimično tražena, primjena prethodno stečenih znanja, kreativan pristup vaspitno-obrazovnim aktivnostima u korištenju dodatne literature, kontrola znanja.

Format lekcije: seminarska lekcija.

Izvođenje lekcije

Biće postoji, ali kojim imenom
ime njega? To nije ni san ni bdenje;
Da li je to svest bolnog sna?
Ili ideja odvažnog uma...

E.A. Baratynsky

Danas nastavljamo razgovor o nasljednoj varijabilnosti. Prisjetimo se onoga što već znamo o ovom pitanju. (Vrste nasljedne varijabilnosti, vrste mutacija i njihova manifestacija).

Tema naše današnje lekcije je “Mutageni i njihov utjecaj na divlje životinje i ljude” (slajd br. 1). Za današnju sesiju seminara dobili ste 5 pitanja unaprijed i trebali ste se podijeliti u grupe i pripremiti dodatni materijal o njima. Svaka grupa će imati priliku da govori, odgovara na pitanja i sluša svog protivnika (slajd br. 2).

Prije nego što počnete, želim vam ponuditi kratki film sa slajdovima, pažljivo ga pogledati i formulirati problem, a na kraju lekcije predložiti načine za njegovo rješavanje.

Učenici gledaju slajd film (slajdovi br. 3–13), razgovaraju o svojim emocijama i formulišu problem.

(Zašto se takvi deformiteti javljaju kod ljudi i da li je moguće uticati na ovaj proces?).

Kako bismo odgovorili na naše pitanje, prvo ćemo raditi s novim materijalom i razgovarati o pitanjima koja su predložena za vaše samostalno učenje. Radit ćemo prema shemi, procjenjujući rad pomoću tokena (Prilog 1, , ,).

Mutageni i njihovi tipovi (grupa 1 govori, grupa 2 se protivi, pitanja po izboru)

Učenici slušaju govor, ispunjavaju zadatke br. 1, 3, 6 u svojim radnim sveskama.

Mutageni su faktori koji uzrokuju mutacije (slajd broj 14) .

Klasifikacija po prirodi faktora uticaja (slajd br. 15):

1. Fizički – razne vrste zračenja, temperatura.

2. Hemijski.

3. Biološki.

po porijeklu:

1. Spontano - djeluje u normalnim prirodnim uvjetima bez ikakvog razloga.

2. Indukovana - umjetno pokrenuta od strane osobe za svoje potrebe.

(Slajd br. 16). Faktori koji izazivaju spontani (spontani) mutageni efekat se dele na vanjski, ili egzogeni, I interni, ili endogeni. TO egzogeni faktori spontane mutageneze uključuju prirodno pozadinsko zračenje, kao i učinak visokih ili niskih temperatura na somatske ili zametne stanice tijela.

Poznato je da se poliploidni oblici često nalaze među biljnim organizmima u visokim planinskim ili arktičkim regijama, nastali kao rezultat spontanih mutacija genoma. To je zbog oštrih temperaturnih promjena tokom vegetacije, au planinama - uz jako UV zračenje. Eksperimentalno je dokazano da naglo povećanje temperature okoline na svakih 10 °C povećava učestalost mutacija pet puta. Nije slučajno da su visoravni centri porijekla mnogih biljnih vrsta koje su u kulturu ušle kao poliploidi.

Egzogeni mutageni uključuju efekte različitih kemijskih spojeva na somatske ili zametne stanice tijela. Posebno jaki mutageni za ljude su narkotične supstance, nikotin i alkohol. Oni uzrokuju spontane mutacije, greške u procesima replikacije i rekombinacije DNK, oštećenja gena i hromozoma. U tom slučaju spontano nastaju svi mogući tipovi genskih, hromozomskih, genomskih i citoplazmatskih mutacija, često opasnih za život organizma.

Izvor mnogih spontanih mutacija je endogeni faktori - neka hemijska jedinjenja koja nastaju spontano u organizmu tokom metabolizma i uzrokuju greške u procesima replikacije i rekombinacije DNK, menjajući lokaciju ili strukturu genetskih elemenata.

(Slajd br. 17). Početkom dvadesetog veka otkrivena je fizička, a potom i hemijska mutageneza, a u počecima ovog otkrića bili su domaći naučnici. Tako su genetičari V.V. Saharov i M.E. Lobashev je pokazao da se pod uticajem hemijskih jedinjenja (joda, sirćetne kiseline, amonijaka) povećava učestalost mutacija u ćelijama biljke heljde. Kasnije I.A. Rapoport (SSSR) i S. Auerbach (Velika Britanija) otkrili su moćne hemijske mutagene, koje su nazvali supermutagenima.

Fizički mutageni (grupa 2 govori, grupa 3 se protivi, pitanja opciona)

Učenici slušaju i rade zadatke u radnoj svesci br. 4, 5.

(Slajd br. 18). Ova grupa mutagena uključuje različite vrste zračenja i temperature. TO jonizujuće zračenje uključuju elektromagnetne, rendgenske i gama zrake, kao i elementarne čestice (alfa, beta, neutrone, itd.). Kada je tijelo izloženo jonizujućem zračenju, ćelijske komponente, uključujući molekule DNK, apsorbiraju određenu količinu (dozu) energije. U ovom slučaju, ista doza se može postići dugotrajnim zračenjem niskog intenziteta ili kratkotrajnim zračenjem visokog intenziteta. Posljedice zračenja mogu biti kidanje vodikovih veza u dvostrukoj spirali molekule DNK, prekidi jednog ili dva lanca DNK, stvaranje novih stabilnih veza (poprečnih veza) između dva lanca jednog molekula DNK, između različitih molekula DNK, ili između DNK i proteinskih molekula. Eksperimentalno je dobijen sljedeći zaključak.

Učestalost pojave (indukcije) mutacija je proporcionalna dozi zračenja. Kako se doza povećava, povećava se vjerojatnost oštećenja.

Za razliku od rendgenskih zraka, ultraljubičastih zraka nemaju dovoljnu energiju jonizacije. Međutim, apsorbiraju ga dušične baze koje čine DNK (purini i pirimidini), pretvarajući ih u energetski nestabilno, pobuđeno stanje. To dovodi do grešaka tokom replikacije DNK.

Povišena temperatura je takođe mutageni faktor. . Na primjer, kada se voćne mušice uzgajaju na temperaturi 10 °C iznad normalne, broj mutacija se utrostručuje. Oštećenje genetskog materijala radijacijom nije direktan izvor promjena u tjelesnim stanicama oštećenim zračenjem (slajd broj 19). Činjenica je da svi organizmi imaju vodu u svojim ćelijama. Stoga zračenje ne samo da direktno „pogodi” osjetljive genetske strukture, već i na njih djeluje indirektno zbog razgradnje vode. Ovaj proces dovodi do stvaranja kratkotrajnih, tzv slobodni radikali(vodik H+ i hidroksil OH -), spajajući se u vodu ili hemijski aktivne, a samim tim i biološki veoma opasne molekule - vodikov peroksid i atomski kiseonik. Zauzvrat, oni su u stanju da izazovu nekoliko novih događaja jonizacije. Dakle, dolazi do lavinskog povećanja učestalosti pogodaka na „mete“. Stoga, spojevi sposobni za interakciju sa slobodnim radikalima (antioksidansi),štite ciljne molekule od indirektnog djelovanja zračenja. Takvi antioksidansi, na primjer, uključuju tokoferol (vitamin E), element u tragovima selen itd.

Električni vodovi (slajd broj 20), jaki radiopredajnici stvaraju elektromagnetno polje koje je nekoliko puta veće od dozvoljenog nivoa. Električna i magnetna polja uvelike utiču na stanje svih bioloških objekata koji spadaju u zonu njihovog uticaja. Na primjer, u području utjecaja električnog polja dalekovoda, insekti pokazuju promjene u ponašanju: na primjer, pčele pokazuju povećanu agresivnost, anksioznost, smanjeni učinak i produktivnost, te sklonost gubitku matice; Bube, komarci, leptiri i drugi leteći insekti pokazuju promjene u ponašanju, uključujući promjenu smjera kretanja prema manjem zračenju. Kod biljaka su česte anomalije u razvoju - često se mijenjaju oblici i veličine cvjetova, listova, stabljika, a pojavljuju se i dodatne latice. Zdrava osoba pati od relativno dugog boravka u polju dalekovoda. Kratkotrajno izlaganje (minuta) može dovesti do negativne reakcije samo kod preosjetljivih osoba ili kod pacijenata s određenim vrstama alergija. Rad engleskih naučnika ranih 90-ih pokazao je da određeni broj alergičara, pod uticajem dalekovoda, razvija reakciju epileptičkog tipa. Dužim boravkom (mjeseci - godine) ljudi u elektromagnetnom polju dalekovoda mogu se razviti bolesti, uglavnom kardiovaskularnog i nervnog sistema ljudskog organizma. Posljednjih godina rak se često navodi kao dugoročna posljedica.

Često su opasniji izvori slabog elektromagnetnog zračenja koji rade tokom dužeg vremenskog perioda. Takvi izvori uglavnom uključuju audio-video opremu i kućne aparate. Najznačajniji uticaj na čoveka imaju mobilni telefoni, mikrotalasne pećnice, kompjuteri i televizori. Problem elektromagnetnog zračenja koje emituje personalni računar je prilično akutan iz nekoliko razloga: računar ima dva izvora zračenja (monitor i sistemsku jedinicu); korisnik računara praktično nije u stanju da radi na daljinu; veoma dugo vreme ekspozicije.

Genetske posljedice izlaganja EMR-u još uvijek nisu dovoljno proučene. Jedna od američkih laboratorija istražuje vezu između rođenja mongoloidne djece (Daunova bolest) i zračenja njihovih očeva mikrovalnom energijom. Utvrđeno je da većina takve djece ima očeve koji su tokom Drugog svjetskog rata bili ozračeni radio poljem lokatora.

Za zaštitu ljudi razvijeni su posebni sanitarni standardi (GOST 12.1.006-84 reguliše uticaj elektromagnetnog zračenja na ljude), uključujući i one koji zabranjuju izgradnju stambenih i drugih objekata u blizini jakih izvora zračenja.

Svima je jasno da elektromagnetno zračenje predstavlja stvarnu prijetnju ljudskom zdravlju. Pokazalo se da su elektromagnetno i radijacijsko polje po nekim svojim parametrima bliske. To su dokazali i ruski i strani naučnici.

Hemijski mutageni (grupa 3 govori, grupa 4 se protivi, pitanja po izboru)

Učenici slušaju i rade zadatke u radnoj svesci br. 5, 8.

Široka studija hemijska mutageneza započeo je nakon što je 1946. godine domaći naučnik I.A. Rapoport je otkrio snažno mutageno djelovanje etilenimina i formaldehida, a S. Auerbach (Velika Britanija) otkrio je ista svojstva iperita i njegovih derivata. Od tada su identifikovana mnoga hemijska jedinjenja sa mutagenom aktivnošću (Slajd br. 21). Među njima su vlaknasti mineral azbest, etilenamin, kolhicin, benzopiren, azotna kiselina, narkotične supstance, alkohol, nikotin itd. Često su te iste supstance i kancerogeni, odnosno tvari koje mogu uzrokovati nastanak malignih neoplazmi (tumora) u organizmu.

Ispostavilo se da supstance opasne za gensko-hromozomski aparat bukvalno nas okružuju: kućna hemikalija, farbe za kosu, industrijska emisija i izduvni gasovi automobila i motocikala itd., raspršeni u vazduh. Ali većina mutagena ulazi u naš organizam s hranom. Štetne hemikalije koje se akumuliraju u tlu na kraju prelaze u jestive dijelove biljaka. Sa njima apsorbujemo 37 posto mangana, 41 posto cinka, 32 posto bakra, 10 posto nikla.

(Slajd br. 22). Mutageni nastaju i tokom dugotrajnog skladištenja proizvoda u obliku preoksidiranih masnih spojeva, koji također oštećuju nasljednu prirodu naših stanica. Na primjer, kada govorimo o "mutagenom mesu", mislimo na posebno opasnu plijesan koja se pojavljuje na pokvarenom mesu. Dimljenje mesa ili prženje mesa i ribe na temperaturi od 100-200 stepeni u trajanju od 15 minuta takođe dovodi do pojave mutagena. Kolesterol koji se nalazi u puteru, jajima, pavlaci i pavlaci postaje mutagen ako se dugo čuva. Ista sudbina čeka i aromatične dodatke koji se koriste u konzerviranju i konzervanse koji se dodaju sokovima i vinima.

Mnoge ljekovite tvari uzrokuju hromozomske aberacije u kulturi ljudskih stanica u dozama koje odražavaju stvarne s kojima osoba dolazi u kontakt, ali ne pokazuju jasnu ovisnost o dozi. Ovi lijekovi indukuju (2-3 puta veće od spontanog nivoa) hromozomske aberacije kod pojedinaca „u kontaktu” sa njima. U ovu grupu spadaju antikonvulzivi (barbituratni kompleks), psihotropni, hormonalni (estradiol, progesteron, oralni kontraceptivi), mješavine za anesteziju, protuupalni lijekovi (butadion, acetilsalicilna kiselina, amidopirin). Na primjer, acetilsalicilna kiselina i amidopirin povećavaju učestalost hromozomskih aberacija, ali samo u visokim dozama koje se koriste u liječenju reumatskih bolesti.

Većina pesticida su sintetičke organske supstance. U praksi se koristi oko 600 pesticida koji pripadaju različitim klasama hemijskih jedinjenja. Budući da kruže u biosferi, migriraju prirodnim trofičkim lancima, akumulirajući se u nekim biocenozama i poljoprivrednim proizvodima, ne samo ljekari i higijeničari, već i ekolozi su uključeni u predviđanje posljedica njihove upotrebe. Predviđanje i prevencija mutagene opasnosti od hemijskih sredstava za zaštitu bilja je veoma važno. Štoviše, govorimo o povećanju procesa mutacije ne samo kod ljudi, već iu biljnom i životinjskom svijetu. Čovek dolazi u kontakt sa hemikalijama tokom njihove proizvodnje, prilikom korišćenja u poljoprivrednim poslovima, a male količine ih dobija iz prehrambenih proizvoda i vode iz okoline.

Biološki mutageni (grupa 4 djeluje, grupa 5 se protivi)

Učenici slušaju i bilježe u svoje sveske.

(Slajd br. 23). Neke biljke, kao što je jesenji šljunak, smatraju se biološkim mutagenima. (Colchicum autumnale), mnogi virusi i genetski modificirani objekti. Alkaloid kolhicin, ekstrahiran iz krokusa, često se koristi za umjetnu proizvodnju poliploida, jer blokira divergenciju dupliciranih kromosoma. Virusi mogu uzrokovati različite hromozomske mutacije (aberacije), uzrokujući nasljednu varijabilnost.

(Slajd br. 24). Trenutno transgene sorte poljoprivrednih kultura koje su otporne na herbicide, viruse i insekte, sa poboljšanim karakteristikama kvaliteta (poboljšani sastav biljnog ulja) zauzimaju kultivisane površine veće od 85 miliona hektara. Prehrambeni proizvodi dobiveni od takvih sorti sada više nisu neuobičajeni na policama trgovina u mnogim zemljama širom svijeta.

Ali genetski inženjering ima i drugu stranu koja nas čini opreznim, a koja se povezuje s mogućom promjenom strukture genoma određene transgene biljke, s curenjem transgena i njihovim prijenosom na divlje srodnike, s utjecajem na „divlje“ vrste u prirodni ekosistem. Često se gen odgovoran za rezistenciju na antibiotike unosi u GM organizam kao marker gen. Hipotetički, ako se takav gen otpornosti na antibiotike prenese na patogene bakterije, one će postati imune na djelovanje antibiotika i tada liječenje konvencionalnim antibioticima postaje manje učinkovito.

Uprkos dugotrajnom neprihvatanju genetski modifikovanih proizvoda od strane Evropske zajednice, prehrambene komponente od sorti genetski modifikovane soje, kukuruza i uljarica sada su dobile dozvolu za upotrebu u prehrambenim proizvodima u Evropskoj uniji.

Među proizvodima koji se koriste su ulja i sirupi koji sadrže "materijal dobijen od GM", kao i brašno i škrob. Ovi sastojci se mogu koristiti u mnogim prerađenim proizvodima, od vegetarijanskih hamburgera do keksa i umaka, slično korištenju sastojaka koji potiču iz ne-GM usjeva. Na primjer, transgena soja je uključena u skoro 60% proizvoda, uključujući: kobasice, knedle, hljeb, čokoladu, margarin, sladoled, dječju hranu itd. Razni aditivi za hranu (indeks E) proizvode se na bazi GM komponenti. Kako je pokazalo istraživanje Greenpeacea, brojne svjetski poznate kompanije koriste GM proizvode za proizvodnju svojih proizvoda (slajd broj 25).

Još uvijek nema jasnog odgovora na pitanje kako konzumacija transgene hrane utječe na ljudsko zdravlje. Prema mišljenju stručnjaka, na ovo pitanje se može odgovoriti tek nakon što se rode unuci onih koji danas jedu GMO. Analiza zdravstvenog stanja jedne generacije ljudi neće dati pouzdanu sliku. Rezultati eksperimenata na laboratorijskim životinjama pokazuju da se učestalost mutacija kod njih povećava stotinama i hiljadama puta i da se razvija neplodnost.

Utjecaj mutagena na čovjeka i okolinu (grupa 5 govori, grupa 1 se protivi)

Učenici slušaju i crtaju dijagram u svojim sveskama.

Čovječanstvo je tijekom cijele historije svog razvoja akumuliralo (uglavnom zbog procesa prirodnih mutacija) takozvano genetsko opterećenje koje se manifestira u nasljednim, genetski uslovljenim bolestima. Zdravlje sadašnjih budućih generacija ljudi u velikoj mjeri zavisi od toga kakvo je genetsko opterećenje naslijeđeno od prethodnih generacija, koliko je mutacija akumuliralo čovječanstvo (slajd br. 26).

Trenutno je poznato oko 2 hiljade genetskih defekata,

utječu samo na dio ukupnog broja lokusa u genomu. Štaviše, otprilike četvrtina ukupnog volumena mutacija je posljedica energije prirodnog pozadinskog zračenja. Međutim, mutacije gena koje uzrokuju manje biohemijske abnormalnosti u tijelu su vjerovatno češće.

Problem je što ubrzanje učestalosti mutacija dovodi do povećanja broja jedinki sa urođenim defektima i štetnim abnormalnostima koje se nasljeđuju, a mutacije u nereproduktivnim (somatskim) stanicama, po pravilu, mogu uzrokovati rast maligne neoplazme (spontani karcinom). Proračuni pokazuju da udvostručenje stope mutacije povećava volumen genetskog opterećenja toliko da može postati opasno za postojanje populacija.

Iz takvog kriznog stanja postoji izlaz - to je put evolucijskih promjena, ali adaptacija na mutagene tokom procesa selekcije zahtijeva ogroman broj genetskih žrtava i vremena od populacije. Posebno, vrste koje predstavlja relativno mali broj jedinki, sa sporom smjenom generacija, teže bi se prilagodile visokoj mutagenoj pozadini okoliša. Biološke vrste sa velikim brojem jedinki i brzim slijedom generacija, kao što je mikroorganizam, imaju veće šanse da prebrode genetsku krizu uzrokovanu porastom mutagenog zagađenja (povećane stope mutacije). Poznat je fenomen njihove rezistencije na široko rasprostranjene antibiotike i sulfonamidne lijekove, kao i pojava otpornih na pesticide rasa bakterija, gljivica i insekata.

Glavna opasnost od zagađenja okoliša mutagenima, kako vjeruju genetičari, je da će novonastale mutacije, koje nisu evolucijski "obrađene", negativno utjecati na održivost bilo kojeg organizma. A ako oštećenje zametnih stanica može dovesti do povećanja broja nosilaca mutantnih gena i kromosoma, onda ako su geni somatskih stanica oštećeni, broj bolesti raka može porasti. Štaviše, postoji duboka veza između naizgled različitih bioloških efekata.

Na primjer, mutageni okoliša utiču na veličinu rekombinacija nasljednih molekula, koji su također izvor nasljednih promjena. Takođe je moguće uticati na funkcionisanje gena, što može biti uzrok, na primer, teratoloških abnormalnosti (deformiteta, konačno, verovatno je oštećenje enzimskog sistema, što menja različite fiziološke karakteristike organizma, uključujući i aktivnost); nervnog sistema, pa samim tim utiče i na psihu. (Slajd br. 27). Genetska adaptacija ljudske populacije na sve veće zagađenje biosfere mutagenim faktorima je suštinski nemoguća.

Za razliku od grubih hromozomskih oštećenja nasljednog materijala, mutacije točkastih gena, koje imaju sposobnost da se akumuliraju tokom generacija, predstavljaju glavnu poteškoću za otkrivanje u populacijama. Njihovo prepoznavanje je važno upravo zbog toga što će takve mutacije u velikoj mjeri biti odgovorne za ispoljavanje genetskog opterećenja u narednim generacijama.

Živimo u okruženju punom mutagena i njihov uticaj ne možemo u potpunosti eliminisati, ali stečena znanja će nam pomoći da smanjimo uticaj ovih negativnih faktora na organizam, sačuvamo svoje zdravlje i zdravlje naše dece. Neke preporuke za smanjenje uticaja mutagena na naš organizam (slajdovi br. 28, 29)

Ublažava efekte mutagena (slajd br. 30)

Sažetak lekcije

Vratimo se sada na problem naše lekcije. Čiji je ovo problem? Možemo li uticati na mutagenezu?

Apsolutno da! Jedna od najefikasnijih metoda je znanje. Morate znati svoje karakteristike, znati šta može uzrokovati genetske poremećaje kod nerođenog djeteta... Vjerovatnoća tragedije se može smanjiti. Zdravog načina života - jedan od načina za smanjenje ovog rizika.

Refleksija

Odgovorite na pitanja (Prilog br. 4)

Konsolidacija znanja

Provjera ispunjenosti zadataka u radnoj svesci.

Zadatak za samostalno učenje

(Na odvojenim listovima) “Pismo budućnosti.” Nakon što ste proživjeli i doživjeli današnju lekciju, napišite pismo svom budućem djetetu u kojem mu kažete da treba da zna šta da radi, kako da se ponaša kako bi smanjio rizik od mutacija kod sebe i budućih potomaka.

Bibliografija

1. Mansheeva E.P. Mutageni. festival.1september.ru
2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Simonova L.V. Biologija. M. “Ventana-Count”. 2011.
3. Fotografija mutacija. images.yandex.ru
4. Mutageni iz okoline. abilev.narod.ru>mutagen10.htm
5. Fizički mutageni. referat.ru>mutageny.html
6. Slike. images.yandex.ru>mutageni.
7. Mutageni. BiblioFond.ru>view.aspx.id=55819

22.04.2015 13.10.2015

Ogroman broj mutacija ima negativan uticaj na ljudski život, ponekad čak i štetni slučajevi pozitivnih promena usled poremećaja na nivou gena su izuzetno retki. Mutacije su poznate milionima godina, a mogu se javiti u bilo kojem živom organizmu, pa je došlo do evolucije i prirodne selekcije najjačih predstavnika vrste. U naše vrijeme, mutageni proganjaju ljude posvuda, ovaj fenomen je posljedica modernog tehnološkog procesa. One stvari na koje se ponosimo stvaraju često predstavljaju ozbiljnu opasnost za ljude i njihovo zdravlje.

Šta su mutageni i njihova klasifikacija

Sam koncept mutagena je proizašao iz riječi mutacija još u prošlom stoljeću, podrazumijevajući niz faktora koji mogu dovesti do nepovratnih promjena. Oni imaju svoju klasifikaciju, njihova glavna razlika je njihova podjela na:

· hemijski;

· biološki;

· fizički.

Hemijska grupa mutagena je vjerovatno najobimnija. Ovi faktori imaju visoku prodornu sposobnost, stoga lako ulaze u ćelije hemijskim dejstvom na nukleinsku kiselinu, reakcija sa njom može dovesti do promene koloidnog stanja hromozoma, smanjenja sinteze molekula DNK i RNK i mnogo toga; više.

Hemijski mutageni uključuju:

· benzen;

· alkohol;

· narkotične supstance;

· nitrati;

· nitriti;

· derivati ​​uglja i nafte, na primjer, benzopiren;

· pesticidi;

· dodaci ishrani;

· neke vrste lijekova;

· konzervansi.

Sa gornje liste lako možemo uočiti skoro polovinu mutagena sa kojima se susrećemo u svakodnevnom životu, rano povrće i voće punjeno nitratima za brži rast, konzervanse i aditive u hrani, te lijekove.

Biološki mutageni se sastoje od:

· virusi;

· bakterije;

· helminti.

Naravno, niko ne kaže da će bilo koji virus ili bakterija dovesti do mutacije, ali neke od njih mogu utjecati na funkciju i mijenjati strukturu nukleinske kiseline.

Fizički mutageni remete strukturu gena, njihovi radikali ulaze u aktivnu hemijsku vezu sa DNK, sprečavajući normalno funkcionisanje molekula. Fizička grupa uključuje različite vrste zračenja:

· ultrazvučni;

· ultraljubičasto;

· Rendgen;

· infracrveni;

· radioaktivan.

Svaka od ovih vrsta zračenja ima svoj stepen penetracije radioaktivnog zračenja ima najveći prag i maksimalno oštećenje živog organizma.

Da li su lijekovi dobri ili loši?

Različite grupe lijekova koje svi koriste u liječenju određene bolesti pokazuju se daleko od bezopasnih, zbog čega liječnici na svaki mogući način pozivaju pacijente da ih koriste samo za namjeravanu svrhu, a da ništa ne rade sami. Svaki lijek, prije nego što dođe na police ljekarni, testira se prema određenim standardima. Posljednjih desetljeća, zbog velikog porasta toksičnih agenasa, pojavila se još jedna obavezna stavka - ispitivanje mutagenosti. Citostatici i antimetaboli imaju najveću štetu po organizam i izraženo mutageno djelovanje. Oba se koriste u liječenju malignih tumora, iako je dokazana direktna ovisnost lijekova o razvoju kromosomskih abnormalnosti, razlog tome ostaje nesavršena metoda liječenja onkologije, a savremena medicina, nažalost, ne može ponuditi druge mogućnosti liječenja.

Pored antitumorskih lijekova, postoji niz lijekova koji mogu dovesti do mutacije u ćeliji, njihovo djelovanje, naravno, nije toliko izraženo, ali se dešava; Ovi lijekovi uključuju sljedeće grupe:

· psihotropna;

smjese za anesteziju;

glukokortikosteroidi;

· antikonvulzivi;

· neki protuupalni lijekovi, na primjer, butadion ili amidopirin.

Štetno djelovanje na organizam može nastati samo ako se koriste velike, nekontrolirane doze lijekova.

Štetna proizvodnja, koja je opasnost?

Proizvodno okruženje je jednostavno skladište hemijskih mutagena, smatra se da je njihova najveća aktivnost u fabrikama koje proizvode teške metale i sintetičke materijale. Hemijska jedinjenja prodiru u organizam kroz kožu, pluća i gastrointestinalni trakt, pa na mutagenost procesa ne utiče samo zagađen vazduh ili određeno radno mesto, već i poštovanje pravila lične higijene i upotreba zaštitne odeće.

Stručnjaci još nisu uspjeli izračunati konkretan postotak utjecaja različitih spojeva na tjelesne stanice, ali se pouzdano zna da neke vrste proizvodnje i dalje povećavaju učestalost kromosomskih promjena kod radnika. Takve produkcije uključuju:

· metalurgija;

· rafinerije nafte;

· fabrike boja;

· procesi zavarivanja;

· proizvodnja proizvoda od gume;

· elektrane na ugalj.

Najštetnija jedinjenja sa visokom prodornom aktivnošću su:

· benzen;

· arsen;

ksilen;

· olovo;

· nikl, itd.

Mutageni u svakodnevnom životu

Sa sve većim brojem karcinoma, kao što je poznato, čiji su osnovni uzrok nepovratne promjene nukleinske kiseline pod uticajem različitih faktora, naučnici su posebnu pažnju počeli da poklanjaju proučavanju mutagene aktivnosti u hrani i supstancama koje se koriste u svakodnevnom životu.

Kao iu industrijskoj proizvodnji, vrlo je teško otkriti aktivnost mutagenih spojeva u proizvodima i predmetima za domaćinstvo, jer je njihova koncentracija u svakodnevnom životu niska. Ali ako uđu u embrije ćelija, s vremenom se akumuliraju i počinju se pojavljivati ​​u populaciji, budući da svaka osoba tijekom života prima određeni postotak kućnih mutagena.

Od proizvoda koji se često koriste u svakodnevnom životu i ishrani, sljedeći imaju mutagena svojstva:

· prehrambene boje;

· saharin;

· konzervansi (derivati ​​E);

boja za kosu;

· proizvodi za kućnu njegu;

· duvanski dim (učinak varira u zavisnosti od broja popušenih cigareta);

· alkohol (njegovo dejstvo je kontradiktorno).

Svake godine okolina oko nas je sve ispunjenija mutagenim aktivnostima, a ovaj problem zabrinjava genetičare. Naravno, genetska mutacija je neophodna za nastavak evolucije, ali zbog pojave velikog broja umjetnih mutagena, brzina i tempo takvih promjena u stanicama može se značajno povećati, što dovodi do potpuno neočekivanih posljedica.

U svakodnevnom životu okruženi smo mnogim faktorima različite prirode koji mogu imati mutageno djelovanje (kućanski električni aparati, lijekovi, kućna hemija, kozmetika).

Na hemijske mutagene obuhvataju sve hemikalije (kiseline, alkalije, perokside, soli metala, formaldehid, pesticide, herbicide, kolhicin), koje se dele u 2 grupe: organske i neorganske.

Mutageni organske prirode uglavnom uzrokovane mutacijama gena, neorganske prirode- hromozomske aberacije Hemijski mutageni mogu promijeniti koloidno stanje hromozoma, reagirati s DNK i inhibirati njegovu sintezu. Hemijski mutageni imaju određene specifičnost akcije- možete predvideti koji geni će mutirati. Na primjer, kolhicin - mitotički otrov, uništava vreteno i zaustavlja diobu ćelija u metafazi; uzgajivači ga koriste za dobivanje poliploidnih oblika; formaldehid i njegovi derivati ​​(formaldehid), pesticidi, herbicidi, kofein, fotoreagensi, konzervansi, raketno gorivo.

Hemijski mutageni se konvencionalno dijele na:

Industrijski mutageni

Poljoprivredni mutageni

Kućni mutageni.

Hemijski mutageni sadržani u hrani i vodi predstavljaju posebnu opasnost za ljude. Mutagena jedinjenja ulaze u ljudski organizam direktno (neka bezalkoholna pića, itd.) ili prolazeći kroz lanac ishrane. Glavni putevi kontaminacije hrane i prehrambene sirovine:

1. upotreba nedozvoljenih boja ili prekoračenje njihove doze;

2. korištenje netradicionalnih tehnologija proizvodnje hrane (hemijska ili mikrobiološka sinteza);

3. kontaminacija poljoprivrednih usjeva pesticidima i životinja veterinarskim lijekovima;

4. kršenje higijenskih pravila upotrebe đubriva, čvrstog i tečnog industrijskog i stočnog otpada, navodnjavanja, komunalnih i drugih otpadnih voda;

5. upotreba nedozvoljenih aditiva u hrani, konzervansa, stimulansa rasta, preventivnih i terapijskih lijekova u stočarstvu i živinarstvu ili upotreba odobrenih aditiva u visokim dozama;

6. migracija toksičnih materija u prehrambene proizvode iz prehrambene opreme, pribora, posuđa i ambalaže; korištenje nedozvoljenih polimernih, gumenih i metalnih materijala;

7. stvaranje endogenih toksičnih jedinjenja u prehrambenim proizvodima pri izlaganju toploti, ključanju, prženju, zračenju i drugim metodama tehnološke obrade;

8. nepoštovanje sanitarnih zahtjeva u tehnologiji proizvodnje i skladištenja prehrambenih proizvoda, što dovodi do stvaranja bakterijskih toksina (mikotoksini, botulinum toksini i dr.);

9. ulazak toksičnih materija u prehrambene proizvode, uključujući radionuklide, iz okoline - atmosferskog vazduha, tla, vode.

Upotreba hemikalija u prehrambenoj industriji. Konkretno, tehnologija konzerviranja hrane dovodi do direktnog ljudskog kontakta sa mutagenima (formalin, propilen, natrijum nitrat). Uzeto zajedno, moderna globalna industrija konzerviranja predstavlja značajan izvor mutagena za ljude zbog slabe državne sanitarne kontrole u mnogim zemljama. Do nedavno u Japanu, as konzervans AF-2 (trans-2/furin-3-/5-nitro-2-/furil/-akrilamid) se široko koristi za inhibiciju rasta bakterija u sojinom mlijeku i ribljim kobasicama. Međutim, korištenjem testnih sistema (bakterije, kulture ljudskih ćelija) ustanovljeno je da ovaj konzervans izaziva širok spektar mutacija. U Japanu i SAD-u zabranjena je upotreba AF-2 u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji.

Natrijum nitrat se široko koristio u mesnoj industriji, koji je imao dobra svojstva konzerviranja i davao je mesu svježu, sočnu, ružičastu boju. Aktivnu upotrebu ovog konzervansa zaustavili su genetičari koji su otkrili njegovu sposobnost da ošteti genom somatskih i zametnih stanica.

Dodaci ishrani– supstance prirodnog ili vještačkog porijekla koje se koriste za poboljšanje tehnologija za dobijanje prehrambenih proizvoda, očuvanje ili davanje potrebnih svojstava i produženje roka trajanja. Postoji jedinstveni sistem za označavanje aditiva u hrani (“Codex Alimentarius”) - “E” (evropski) indeks sa brojevima. Na primjer, tartrazin daje proizvodu žutu i narančastu boju; mononatrijum glutamat poboljšava miris i ukus; kinin - uključen u tonik; sintetičke arome. Dokazano je da mononatrijum glutamat može izazvati kompleks simptoma koji se naziva "sindrom kineskog restorana". Razvija se 15-20 minuta nakon konzumiranja hrane bogate mononatrijum glutamatom kao konzervansom. Ovaj sindrom je prvi put opisan 1969. godine, njegovi simptomi su peckanje u potiljnoj regiji vrata, grudi i podlaktica, te osjećaj težine u grudima.

U Rusiji i Bjelorusiji zabranjeni su: citrusna crvena boja (E121), crveni amarant (E123) i formaldehidni konzervans (E240).

Rekombinantni hormon rasta (goveđi somatotropin) se koristi od 1993. za povećanje prinosa mlijeka i može se naći u kravljem mlijeku. Njegova upotreba kod krava dovodi do povećanja inzulinskog faktora-1 (IGF-1), koji ima istu primarnu strukturu kao ljudski peptid. U prisustvu mlečnog kazeina, IGF-1 se ne uništava tokom pasterizacije. Prilikom ulaska u ljudsko tijelo, goveđi IGF-1, kao i vlastiti, formiran u tankom crijevu, može uzrokovati rast tumora kao rezultat inhibicije apoptoze; povećati osjetljivost tkiva dojke na efekte jonizujućeg zračenja; ima efekat sličan estrogenu; sposoban da izazove akromegaliju.

Pitanja su veoma relevantna radio sterilizacija prehrambenih proizvoda, u kojoj su ne samo zaštićeni od preranog kvarenja, već i bezopasni (pileće meso od salmonele itd.). Korijenski usjevi nakon tretmana zračenjem, čak iu uvjetima vrućine i vlage, ne trunu dugo i ne klijaju. U SAD-u se kratkoročno zračenje velike snage kobalt-60 koristilo za obradu nekih mesnih proizvoda kada se ne može koristiti hlađenje. Međutim, kao rezultat zračenja visokim dozama, u proizvodima se mogu pojaviti epoksidi, peroksidi, hidroksialkil peroksidi itd., koji su mutageni.

Neki mutageni se proizvode prilikom kuvanja. Prilikom prženja mesa i ribe takve tvari nastaju kao rezultat pirolize triptofana i nekih drugih organskih spojeva. Poznata je takozvana "Mallardova reakcija": tokom termičke obrade nastaju veze između karbonilnih grupa redukovanih šećera i amino grupa amina, peptida i proteina. Ova jedinjenja daju aromu hrani, određeni ukus i specifičnu boju, ali takođe proizvode toksične i mutagene nusproizvode. Policiklični aromatični ugljikohidrati, prvenstveno benzopiren, također imaju mutageno djelovanje. Nastaje kada se hrana dimi ili peče na roštilju kada mast dođe u kontakt sa vrućim ugljem.

Nekuvana hrana takođe može sadržati mutagene. Tako ih ima u nekim vrstama mahunarki, nerafiniranom pamučnom ulju, crnom biberu, gljivama i nekim drugim namirnicama. Na primjer, u Sjedinjenim Državama, iste urođene mane otkrivene su kod novorođenčeta, legla štenaca i jaradi. Istraživanja su pokazala da su žena i pas tokom trudnoće konzumirali mlijeko dobiveno od domaćih koza koje su hranjene vučicom. Analiza lupine pokazala je prisustvo mutagena u njoj. Trenutno se koriste nove sorte lupine, u kojima praktički nema mutagena.

U posljednje vrijeme posebna pažnja se posvećuje mutagenosti pije vodu. Voda koja se koristi za piće sadrži male količine organskih nečistoća. Prilikom dezinfekcije vode u nju se dodaje hlor. Kao rezultat reakcije klora s organskim tvarima nastaju organoklorni spojevi koji imaju mutagenu aktivnost (na primjer, trihalometani).

Lijekovi koji su neophodna komponenta naše okoline imaju i mutageno djelovanje - farmakološki mutageni . Rasprostranjen u medicinskoj praksi antibiotici. Međutim, tetraciklin, levomicin, biomicin, streptomicin imaju jaka mutagena svojstva, jer Vezivanjem za molekulu DNK izazivaju represiju gena i proces biosinteze proteina. Ali čak i antibiotici sa slabim mutagenim svojstvima mogu uzrokovati značajnu štetu dugotrajnom upotrebom, jer to rezultira potpunim mutagenim efektom. Neke ljekovite tvari same po sebi nisu mutageni, ali proizvodi njihovog metabolizma postaju mutageni.

Imaju najizraženiji mutageni efekat citostatici I antimetaboliti, koristi se za liječenje malignih neoplazmi i kao imunosupresivi. Mnogi citostatici uzrokuju povećanje učestalosti hromozomskih aberacija i sestrinskih hromatida u ljudskim limfocitima in vitro i in vivo ovisno o dozi. Čak i medicinsko osoblje na onkološkim odeljenjima koje ne poštuje mere opreza prilikom pakovanja citostatika može imati mali mutageni rizik. Najveća grupa citostatika sa mutagenim dejstvom su lekovi sa alkilirajućim delovanjem (derivati ​​etilenimina, dihlordietilamina, nitrozouree). Oni direktno oštećuju DNK tokom procesa replikacije. Neki od njih (tiofosfamid, degranol itd.) imaju direktno mutageno djelovanje, dok drugi (ciklofosfamid) zahtijevaju metaboličku aktivaciju.

Antitumorski antibiotici (aktinomicin O, adriamicin) izazivaju hromozomske aberacije u ljudskim ćelijama u zavisnosti od doze. Mehanizam mutagenog djelovanja nekih od njih povezan je s njihovim uvođenjem u DNK tokom procesa sinteze.

Citotoksični lijekovi koji djeluju kao inhibitori vretena (vinblastin i vinkristin) češće uzrokuju aneuploidiju i poliploidiju nego hromozomske aberacije. Za ove lijekove nije utvrđen jasan odnos doza. Unatoč mutagenom djelovanju, ovi lijekovi se široko koriste u medicinskoj praksi iz zdravstvenih razloga. Budući da većina pacijenata koji ih koriste nemaju potomstvo, genetski rizik od ovih lijekova za buduće generacije je mali.

Mnogi lijekovi uzrokuju hromozomske aberacije u kulturi ljudskih ćelija u dozama koje se koriste za liječenje, ali ne pokazuju jasnu ovisnost o dozi. Ovi lijekovi indukuju (2-3 puta veće od spontanog nivoa) hromozomske aberacije kod pojedinaca „u kontaktu” sa njima. U ovu grupu spadaju antikonvulzivi (barbiturati), psihotropni, hormonalni (estradiol, progesteron, oralni kontraceptivi), mješavine za anesteziju, protuupalni lijekovi (butadion, acetilsalicilna kiselina, amidopirin). Na primjer, acetilsalicilna kiselina (aspirin) i amidopirin povećavaju učestalost hromozomskih aberacija, ali samo u visokim dozama koje se koriste u liječenju reumatskih bolesti.

Ponekad pažljivije testiranje uklanja "mutagenu stigmu" s lijeka, kao što se dogodilo s izoniazidom i dietilamidom lizerginske kiseline.

Postoji grupa lijekova koji imaju slabo mutageno djelovanje. Mehanizmi njihovog djelovanja na hromozome su nejasni. Ne može se isključiti indirektan učinak kroz promjene u metabolizmu nekih spojeva koji su akceleratori spontane mutageneze. Takvi slabi mutageni uključuju metilksantine (kofein, teobromin), psihotropne lijekove (haloperidol), baktericidne i dezinficijense (tripoflavin, etilen oksid, levamisol, furosemid). Široka upotreba ovih lijekova zahtijeva pažljivo praćenje njihovih genetskih efekata ne samo kod pacijenata, već i kod medicinskog osoblja koje koristi lijekove za dezinfekciju, sterilizaciju i anesteziju.

Poznata uloga alkohol kod pojave karcinoma usta, ždrijela i nazofarinksa. Incidencija raka na ovoj lokaciji obično je visoka među barovcima, konobarima i svima koji rade s alkoholom. Međutim, ostaje nejasno da li je alkohol sam po sebi izazvao pojavu tumora ili su to bile druge komponente alkoholnih pića. Dokazana je činjenica da ljudi koji piju i puše imaju 50% veći rizik da se razbole od onih koji samo piju ili samo puše. To potvrđuju brojna istraživanja da alkohol povećava mutagenu i kancerogenu opasnost raznih spojeva. Još uvijek postoje oprečni podaci o mutagenosti kofeina. Istraživači se slažu u jednom: velike doze kofeina su mutagene i kancerogene.

Utvrđeno je da je većina komercijalnih farbe za kosu imaju značajan mutageni potencijal. Opasnost se pogoršava činjenicom da je vlasište idealna usisna površina. Stoga, kada se kosa izbijeli, na primjer, vodikovim peroksidom, značajan dio ovih mutagena ulazi u tijelo, izazivajući različita oštećenja u genetskom aparatu stanica. Stoga je za žene u reproduktivnoj dobi najbolje da ne koriste ovo izuzetno opasno jedinjenje.

Zagađenje atmosfere stana hemijskim mutagenima može biti uzrokovano sljedećim faktorima:

· namještaj, boje i lakovi, ljepila, završni i građevinski materijali često su izvor isparenja kancerogenih tvari (fenol, formaldehid, radon). Dobro poznati efekat izloženosti radonu je rak pluća.

· plinske peći ispuštaju produkte nepotpunog sagorijevanja plina u atmosferu;

· duvanski dim je mešavina gasova i aerosola (ugljovodonici, alkoholi, fenoli, nikotin, ugljen monoksid, amonijak, azot oksid, cijanovodonična kiselina, vodonik sulfid, benzopiren, kadmijum, arsen, hrom, formaldehid, itd. radioaktivni polonij). Izaziva bolesti kod “pasivnih pušača”.

· deterdženti i sredstva za čišćenje na bazi tenzida (tenzida), fosfata, dezinficijensa (koji sadrže formaldehid, jedinjenja hlora, itd.).

Koje mjere se mogu poduzeti da se poboljša ekološki kvalitet stanovanja?

Jonizacija zraka povećava otpornost tijela na nedostatak kisika, hladnoću i fizičku aktivnost.

Dovoljno osvetljenje sunčevom svetlošću (zbog orijentacije fasada, gustine zgrade itd.), koja ima baktericidni efekat na mikrofloru u prostoriji

Pravilna organizacija mjesta za spavanje nije bliže od 10 cm od armiranobetonskog zida i ne bliže od 2 m od kablovskih priključaka i 1,5 m od frižidera ili TV-a.

Nakon još jednog dijela ljubavi i obožavanja magičnih superzvijeri, postavilo se pitanje može li osoba imati iste supermoći kao lik iz stripa. Ili postanite neuništivi kao Graham, koga uopće nije briga (australska ljudska lutka sposobna preživjeti nesreću). Ispostavilo se da je moguće, a štaviše, takvi ljudi postoje. A najzanimljivije je da su i oni mutanti svoje vrste.

čelična kost

Slomljena kost je fantastičan način da sebi upropastite nekoliko mjeseci. Nije potrebna velika inteligencija da biste razbili najtvrđu supstancu u ljudskom tijelu, ali ne i ako imate izuzetno rijetku mutaciju gena LRP5. Ranije je gen imao tako-takvu reputaciju jer je njegov nedostatak dovodio do niske gustine kostiju ili osteoporoze. Međutim, nedavno je otkriveno da mutacija može imati i suprotan učinak. Jedna porodica iz Connecticuta sa mutiranim LRP5 ima kosti tako jake da ih je gotovo nemoguće slomiti. Jasno je da članovi porodice nikada nisu imali ovakvih problema. Njihovi kosturi su jaki skoro kao Wolverineov adamantijum. Ili su se možda već počeli pretvarati u Grahama, koga nije briga? Ostaje da se nadamo da će jednog dana naučnici moći da koriste mutagen za lečenje bolesti kostiju.

Atletsko postignuće

Ponajviše zahvaljujući svojoj brzini, Homo sapiens je uspio postati jedini predstavnik svoje vrste na planeti, protjeravši iz svijeta nespretne neandertalce s povijenim nogama. Naše noge su duge, ponekad prelijepe, a naše tijelo je dizajnirano tako da smo jedina živa bića koja mogu trčati dugo zaredom. Niko - ni gepard ni konj - ne može trčati maraton. Međutim, postoje ljudi koji definitivno trče bolje od većine zemljana. Ne radi se o crnim pljačkašima iz nepovoljnih područja i kenijskim trkačima, već o svima.

I ne radi se samo o steroidima i treningu, već o genu ACTN3, koji je prisutan u tijelu svake osobe. Ponekad mutira, što rezultira proizvodnjom vrlo zanimljive supstance - proteina Alfa-aktinin-3, koji je odgovoran za kontrolu brzih mišićnih vlakana. Povećanje unosa proteina rezultirat će eksplozivnim naletima mišićne snage koji osiguravaju vrhunske performanse u svim sportovima, posebno u trčanju. Zanimljivo je da mutagen dolazi u dva oblika. I u oba slučaja podjednako snažno djeluje na kontrakcije mišića.

Imunitet na otrov

Kada otrov na bilo koji način uđe u tijelo, u mnogim slučajevima je potrebno pripremiti lijes, a ne IV. Ako vam cijanid ili ricin uđu u unutrašnjost, malo ćete se migoljiti i izgledati potpuno nepristojno.

Otrovi nas svuda okružuju, tako da nema potrebe da tražite svog Salijerija, koji će vam dodati prah. Visok sadržaj toksina, čak i u falsifikovanoj boci votke, čak i u planinskom izvoru, čini da izgledate kao Iljič u njegovom trenutnom stanju.

Ali hiljadama godina, stanovnici San Antonio de Los Cobresa u Argentini pili su planinsku vodu koja je sadržavala nivoe arsena 80 puta veće od sigurnih. Nevjerovatno je da je San Antonio de Los Cobres još uvijek naseljeno područje. Stanovnicima nije stalo do svakodnevnog ekstremnog izlaganja smrtonosnom metalu. To je sve zbog gena usavršavanog hiljadama godina, koji nije dozvolio stanovnicima da postanu žrtve prirodne selekcije. Njegovo ime je AS3MT ili Južnoamerički Spasitelj. Njegovi vlasnici mogu jesti arsen kašikama i ništa im se neće dogoditi. Procjenjuje se da ukupno samo 6.000 ljudi trenutno ima ovaj gen.

Za one koji ne spavaju

Život superheroja je težak. Posao je ogroman, stalno morate da se nosite sa nekim bolesnicima, ujutro je epska bitka sa zlikovcem, noću ste na dužnosti, i kao rezultat toga apsolutno nema vremena za spavanje.

Mnogo je gena uključenih u san, i svi su neverovatno složeni. Međutim, jedan koji se ističe je DEC2, koji reguliše količinu sna koja nam je potrebna svake noći. Većina nas treba punih osam sati ili više. Međutim, za 5% populacije, mutirani gen im omogućava da se dovoljno naspaju u sićušnih 4-6 sati svake noći. Obični smrtnici počet će doživljavati negativne posljedice nakon samo nekoliko dana takvog noćenja, ali ti mutanti žive bez brige. Istraživači se nadaju da će pronaći ovaj gen i iskoristiti ga da olakšaju život vojsci i policiji.

Magična električna otpornost

Struja je odvela mnoge dostojne ljude u Valhallu. Podmukla stvar, bez koje smo kao slijepi mačići. Međutim, problem je što to ne shvatamo uvek ozbiljno. A onda bam - i sprže vas volti, bukvalno spaljuju sve vaše unutrašnje organe. Međutim, Srbin Slaviša Pajkić to ne razume. Tip ima jedinstvenu genetsku strukturu koja ga čini praktično neranjivim na struju. Prosečna osoba je prekrivena milionima znojnih žlezda, koje su generalno odlični provodnici struje. Ali zbog rijetke genetske bolesti, Slaviša ih nema. Stoga struja nema načina da prodre u njegovo tijelo i klizi kroz njega bez nanošenja štete. Zbog toga je dobio nadimak Biba-elektricitet.

Sam Slaviša kaže da može biti ne samo provodnik energije, već i, ma koliko to nevjerovatno zvučalo, izvor energije. Uopšte, ima nešto simbolično u tome - da takve trikove sa strujom pokazuje sunarodnik velikog Tesle.

Gen rock zvijezde

Nisu svi predodređeni da budu rok zvijezde. Pravi kreator se stalno izlaže preteranostima rokenrol života. Dakle, nije svako u stanju da izdrži decilitre alkohola i tone droge. Zato su slabići poput Hendrixa umrli sa 27 godina, a pravi Atlantiđani su preživjeli čak i kada su njihovi anđeli čuvari dignuli ruke i počeli zvati pogrebno poduzeće. Čak je i Sotona, zadivljen njihovom otpornošću, odustao od njih i prestao da ih čeka u svom kraljevstvu za neverovatan rok koncert.

Titani poput pokojnog Lemija pili su dugo i do posljednjeg. Kilmister je, saznavši za svoju strašnu dijagnozu, odustao od viskija i pio isključivo votku, ali u duploj količini, jer je bila ukusna i zdrava. Jedini adekvatan roker, koji je pre neki dan preminuo Konstantin Stupin, išao je ka tome ništa manje ciljano, ali je u uslovima domaće realnosti i zatvora brže napustio trku.

A Ozzy Osbourne... trebao je umrijeti najmanje 578484867 puta, ali je imao sreće jer je prirodni mutant. Super mutant sa supermoći - on je besmrtan. Poenta je da je njegovo tijelo puno mutiranih gena. Ne jedan, već nekoliko. Većina njih radi u jednoj oblasti - razgrađuju alkohol i druge hemikalije, kojih je bilo mnogo tokom godina heroinskih dijeta. Na primjer, mutacija gena ADH4 mu je dala povećan sadržaj proteina, što omogućava da alkohol brže napusti tijelo. Tako je priroda doslovno stvorila mega-delfina koji je ronio iz bazena kiseline u bazen morfija. Sjajan muzičar, šta da kažem.

Sposobnost da se jede bilo šta

Ako iznenada vidite osobu kako jede moped Karpaty u klancu, nemojte žuriti da ga nazovete idiotom - možda je osoba samo gladna. Ovdje je bio Michel Lotito, koji je u svom životu progutao avion, televizor, kolica, krevet i još mnogo, mnogo više. Gutajući krhotine stakla i metala, nije se previjao od muke, već je mirno otišao do toaleta. Običan čovjek bi bio rastrgan iznutra, ali za njega je to bilo ukusno i zadovoljavajuće. Vjeruje se da je Lotitov talenat rezultat vrlo specifičnih genetskih defekata. Rođen je sa neverovatno debelom oblogom u želucu i crevima, sa dovoljno jakim digestivnim sistemom da se oslobodi polomljenih delova. Međutim, za svaki slučaj je popio nekoliko gutljaja mineralnog ulja za podmazivanje.

Kao Mister Fantastic

Autori “Fantastične četvorke” svojevremeno su izvrsno govorili o temi neljudske fleksibilnosti. S vremenom je bilo toliko plastičnih ljudi da su mnogi počeli doživljavati pretjeranu gutaperku kao nešto nestvarno, poput još jednog projekta pop kulture. Međutim, postoje ljudi rođeni s genetskim poremećajem poznatim kao Marfanov sindrom. Njegova suština je da tetive i ligamenti osobe postanu fleksibilni poput gume. Mutacije u genu odgovornom za pripremu proteina fibrilina-1 uzrokuju da tijelo stvori vezivno tkivo gutaperke koje nije ljudsko. Za takve pacijente, uvrtanje ruku i zglobova poput Mister Fantastic-a je prava stvar. Međutim, tu zabava prestaje. Pacijenti razvijaju neprirodno duge udove i deformacije lica, probleme sa skeletom, nervnim sistemom, pa čak i srcem. Neki defekti su fatalni.

Ogromna moć

Šta je supersila? Ovo je kada majci otvorite teglu krastavaca ili spasite grad od zlikovca tako što ćete ga razbiti na male cigle. Takvi heroji inspiriraju više od jedne generacije, a svi su barem jednom sanjali da postanu što snažniji i otkinu poklopce limenki i glave s ramena kriminalaca. Za takve ljude postoje dvije vijesti: dobra i loša. Dobra vijest je da je to u principu moguće. Loša vijest je da se morate roditi sa ovim darom. Ali nema mnogo sretnika koji su rođeni s mutacijama u genima odgovornim za proizvodnju proteina miostatina. Miostatin uzrokuje da se mišići udvostruče zajedno s masti. Vjeruje se da bismo proučavanjem ovih mutagena jednog dana mogli razviti lijek za liječenje mišićne distrofije.

Bol. Gadna senzacija različitih raspona koju je lako dobiti, a koju se nije tako lako riješiti. Farmaceutske kompanije zarađuju milijarde nudeći načine da to izbjegnu, ali tajna istinske bezbolnosti leži u iskrivljenim i vrlo rijetkim genima. SCN11A gen određuje količinu natrijuma u ćelijama organizma. Ovo ne zvuči posebno impresivno dok ne shvatite da nervne ćelije koriste natrijum za slanje signala boli. Mutagen snižava nivo natrijuma i nervne ćelije jednostavno nemaju dovoljno sirovina da pošalju ove signale, čineći telo neosetljivim na bol. Samo ljudi sa tako naizgled zavidnom veštinom skloni su lomljenju kostiju i slučajnom samoozljeđivanju. Oni, naravno, ne osjećaju bol, ali slomljena noga nije od velike koristi. Međutim, njihovi mutageni su vrlo rijetki i vrijedni, jer bi mogli biti ključ za nove revolucionarne lijekove protiv bolova.