Mutageni(od lat. mutatio - promjena i grč. - genes - rađanje, rađanje), kemijski i fizikalni čimbenici koji uzrokuju nasljedne promjene - mutacije.

Mutageni mogu biti različiti čimbenici koji uzrokuju promjene u strukturi gena, strukturi i broju kromosoma.

Djelovanje mutagena raspršenih u okolišu uzrokuje povećanje učestalosti mutacija, što dovodi do povećanja tzv. genetskog opterećenja, izraženog u porastu nasljedne patologije, kao i učestalosti raka.

Mutageneza je pojava mutacija – nagle kvalitativne promjene genetske informacije. Pojam "mutacija" predložio je nizozemski znanstvenik N. de Vries 1901. godine.

Mete mutagena u stanici su uglavnom DNA 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 popravku (obnova oštećene strukture DNA ).

Kako bi se uklonila primarna oštećenja genetskih struktura uzrokovanih mutagenima, stanica ima brojne sustave za obnovu ili reparaciju genetskih oštećenja. Trenutno postoji više od deset takvih sustava. Međutim, tijekom popravka neka od primarnih oštećenja mogu ostati i dovesti do mutacija.

Fizički mutageni su bilo koji fizički učinci na žive organizme koji imaju ili izravan učinak na DNA ili virusnu RNA, ili neizravan učinak putem sustava replikacije, popravka i rekombinacije

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

Primarni učinak ionizirajućeg i ultraljubičastog zračenja je stvaranje jednostrukih ili dvostrukih lomova u molekuli DNA. Ultraljubičasto svjetlo jako apsorbira tkiva i uzrokuje mutacije samo u površinski smještenim stanicama višestaničnih životinja, ali djeluje učinkovito na jednostanične životinje. Mutageni učinak ultraljubičastog zračenja utvrdio je 1931. godine A.N. Promptov.

Ostali fizikalni mutageni su čestice različite prirode koje imaju veliku energiju: to su alfa i beta zračenje radioaktivnih tvari i neutronsko zračenje. U slučaju izravnog djelovanja na DNK glavnu ulogu igraju dva parametra: količina energije udara čestica i sposobnost biološkog materijala da apsorbira tu energiju.

Oštećenja DNK mogu biti dva tipa: dvolančani prekidi i jednolančani prekidi.

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

Poznavajući način djelovanja ovih mutagena, moglo bi se pretpostaviti da bi trebali djelovati na DNK bilo kojeg organizma. Doista, ubrzo je otkriveno da, na primjer, X-zrake uzrokuju mutacije u velikom broju životinja, biljaka i mikroorganizama.

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

Također je pokazano da fizički čimbenici uzrokuju iste mutacije koje se javljaju tijekom spontane mutageneze.

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

Fizički mutageni i njihovi učinci uvelike ovise o prethodnoj evoluciji organizma. Vrste su razvile otpornost na stalno djelujuće mutagene. Fizička mutageneza možda neće biti zabilježena zbog brze smrti mutantnih organizama.

2. Učinak fizičkih mutagena na žive stanice

2.1 Djelovanje ionizirajućeg zračenja na živi organizam

Mutacije nastaju pod djelovanjem fizičkih mutagena na isti način kao i pod djelovanjem kemijskih mutagena. Prvo nastaje primarno oštećenje DNK. Ako nije potpuno ispravljen kao rezultat popravka, tada će se pojaviti mutacije tijekom naknadne replikativne sinteze DNA. Specifičnost mutageneze (procesa nastanka mutacija) pod utjecajem fizičkih čimbenika povezana je s prirodom primarnog oštećenja genoma uzrokovanog njima.

Ionizirana radiacija je tok nabijenih ili neutralnih čestica i kvanta elektromagnetskog zračenja, čiji prolaz kroz tvar dovodi do ionizacije i ekscitacije atoma ili molekula medija.

Ionizirajuće zračenje može uzrokovati mutacije - iznenadne prirodne ili umjetno izazvane nasljedne promjene u genetskom materijalu koje dovode do promjena određenih karakteristika organizma.

Postoje mutacije spontano koji nastaju pod utjecajem prirodnih čimbenika okoliša ili kao rezultat biokemijskih promjena u samom tijelu, i induciran, koji nastaju pod utjecajem mutagenih čimbenika, na primjer, ionizirajućeg zračenja kemikalija.

Mutacije mogu biti ravno, ako njihova manifestacija dovodi do odstupanja od karakteristika tzv. divljeg tipa i obrnuti, ako dovedu do obnove divljeg tipa.

Mutacije u spolnim stanicama – generativne – prenose se na sljedeće generacije; mutacije u bilo kojim drugim stanicama tijela – somatske – nasljeđuju samo stanice kćeri i utječu samo na organizam u kojem su nastale.

Nuklearne mutacije utječu na kromosome jezgre, citoplazmatske mutacije utječu na genetski materijal sadržan u citoplazmatskim organelama stanice - mitohondrijima, plastidima.

Ovisno o prirodi promjena u genetskom materijalu, razlikuju se točkaste mutacije, genomske mutacije i kromosomske aberacije (preraspodjele). Točkaste mutacije rezultat su promjena u slijedu nukleotida u molekuli DNA, koja je nositelj genetske informacije, a povezane su s adicijom, delecijom ili preuređivanjem baza u DNA. Genomske mutacije povezane su s promjenom broja kromosoma u stanici, višestrukim brojem pojedinačnih kromosoma, kao i povećanjem ili smanjenjem broja pojedinačnih kromosoma.

Radioaktivne tvari mogu utjecati na ljudsko tijelo izvana i iznutra. Vanjsko ozračenje karakterizira izloženost ionizirajućem zračenju izvana, a uzrokovano je različitim prodornim sposobnostima čestica. Unutarnje izlaganje povezano je s ulaskom radioaktivne tvari u ljudsko tijelo hranom, udahnutim zrakom ili kroz otvorenu ranu.

Utjecaj radioaktivnog zračenja na ljudski organizam ovisi o mnogim čimbenicima, a određuju ga:

Brzina radioaktivnog raspada radionuklida;

Brzina uklanjanja radioaktivnih tvari iz tijela;

Vrsta radioaktivnog zračenja;

Akutne posljedice javljaju se u prvim danima (tjednima) nakon zračenja. Dugoročne posljedice su posljedice koje se ne razvijaju odmah nakon izlaganja, već nakon nekog vremena.

Akutna radijacijska bolest nastaje nakon potpunog jednokratnog vanjskog ravnomjernog zračenja. Postoji strogi odnos između količine apsorbirane doze u tijelu i prosječnog životnog vijeka.

Pri izlaganju ionizirajućem zračenju u dozama koje ne uzrokuju akutnu ili kroničnu radijacijsku bolest dolazi do promjena u glavnim regulacijskim sustavima organizma, a funkcionalne promjene u aktivnosti glavnih fizioloških sustava najčešće su polisindromske prirode. To se očituje u razvoju prednozoloških stanja, koja s povećanjem doze prelaze u kliničku patologiju.

U strukturi neurološkog morbiditeta posebno mjesto zauzimaju sindrom vegetativne distonije, povećana anksioznost kao stabilna crta ličnosti, a dolazi do ubrzanja prijelaza psihofizioloških poremećaja u perzistentne psihosomatske.

Dodatnim izlaganjem drugim nepovoljnim čimbenicima postoji mogućnost porasta općih somatskih bolesti. Faktor zračenja djeluje samo kao jedan od uvjeta za taj rast.

Natrag naprijed

Pažnja! Pregledi slajdova služe samo u informativne svrhe i možda neće predstavljati sve značajke prezentacije. Ako ste zainteresirani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Ciljevi lekcije.

1. Razvijati osobne vještine učenja kroz formiranje pojmova „mutagena“, „mutageneza“, „spontana mutageneza“, „inducirana mutageneza“, proširivanje znanja učenika o vrstama mutagena i njihovom djelovanju na organizme. Pokazati opasnost od onečišćenja okoliša mutagenima, opravdati potrebu osiguranja genetske sigurnosti čovjeka.

2. Razvijati regulatorne i kognitivne obrazovne vještine kroz sposobnost upravljanja kognitivnim i obrazovnim aktivnostima kroz samostalno formuliranje problema i načina za njegovo rješavanje, strukturiranje gradiva koje se proučava, rad s dodatnom literaturom, sposobnost izlaganja, postavljanja pitanja i voditi opoziciju.

3. Razvijati komunikacijske vještine koje pružaju mogućnosti suradnje: sposobnost čuti, slušati i razumjeti partnera, kontrolirati svoje postupke, ispravno izražavati svoje misli u govoru, poštivati ​​partnera i sebe u komunikaciji i suradnji.

3. Edukativni

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

Materijalna podrška za nastavu: prezentacija, IAD, materijali, izvješća učenika.

Metode rada: verbalne, problemske, djelomično pretraživačke, primjena prethodno stečenih znanja, kreativan pristup nastavnim aktivnostima uz korištenje dodatne literature, kontrola znanja.

Oblik lekcije: seminarska lekcija.

Izvođenje lekcije

Postoji bitak, ali pod kojim imenom
imenovati ga? To nije ni spavanje ni bdijenje;
Je li to svijest bolnog sna?
Ili ideja odvažnog uma...

E.A. Baratinski

Danas nastavljamo naš razgovor o nasljednoj varijabilnosti. Prisjetimo se što već znamo o ovom pitanju. (Vrste nasljedne varijabilnosti, vrste mutacija i njihovo očitovanje).

Tema naše današnje lekcije je "Mutageni i njihov utjecaj na divlje životinje i ljude" (slajd br. 1). Za današnju seminarsku sesiju dobili ste 5 pitanja za prethodnu zadaću i trebali ste se podijeliti u grupe i pripremiti dodatni materijal o njima. Svaka grupa će imati priliku govoriti, odgovarati na pitanja i slušati svog protivnika (slajd br. 2).

Prije nego počnete, želim vam ponuditi kratki slajd film, pažljivo ga pogledajte i formulirajte problem, a na kraju lekcije predložite načine za njegovo rješavanje.

Učenici gledaju dijafilm (slajdovi br. 3–13), razgovaraju o svojim emocijama i formuliraju problem.

(Zašto kod ljudi nastaju takve deformacije i je li moguće utjecati na taj proces?).

Kako bismo odgovorili na naše pitanje, prvo ćemo raditi s novim materijalom i raspravljati o pitanjima predloženim za vaše samostalno učenje. Radit ćemo prema shemi, ocjenjujući rad pomoću žetona (Prilog 1, , ,).

Mutageni i njihove vrste (1. skupina govori, 2. skupina protivi se, pitanja po izboru)

Učenici slušaju govor, rješavaju zadatke br. 1, 3, 6 u svojim radnim bilježnicama.

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

Klasifikacija po prirodi čimbenika utjecaja (slajd br. 15):

1. Fizičke – razne vrste zračenja, temperatura.

2. Kemijski.

3. Biološki.

Po porijeklu:

1. Spontani - djeluju u normalnim prirodnim uvjetima bez vidljivog razloga.

2. Inducirano - umjetno pokrenuto od strane osobe za vlastite potrebe.

(Slajd br. 16). Čimbenici koji uzrokuju spontani (spontani) mutageni učinak dijele se na vanjski, ili egzogeni, I unutarnji, ili endogeni. DO egzogeniČimbenici 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, a nastaju kao rezultat spontanih mutacija genoma. To je zbog oštrih promjena temperature tijekom vegetacije, au planinama - s jakim UV zračenjem. Eksperimentalno je dokazano da nagli porast temperature okoline za svakih 10 °C peterostruko povećava učestalost mutacija. Nije slučajno da su gorja središta podrijetla mnogih biljnih vrsta koje su u kulturu ušle kao poliploidi.

Egzogeni mutageni uključuju učinke različitih kemijskih spojeva na somatske ili zametne stanice tijela. Osobito jaki mutageni za ljude su narkotici, nikotin i alkohol. Uzrokuju spontane mutacije, pogreške u procesima replikacije i rekombinacije DNA, oštećenja gena i kromosoma. U tom slučaju spontano nastaju sve moguće vrste genskih, kromosomskih, genomskih i citoplazmatskih mutacija, često opasnih po život organizma.

Izvor mnogih spontanih mutacija je endogeničimbenici - neki kemijski spojevi koji spontano nastaju u tijelu tijekom metabolizma i uzrokuju pogreške u procesima replikacije i rekombinacije DNA, mijenjajući položaj ili strukturu genetskih elemenata.

(Slajd br. 17). Početkom dvadesetog stoljeća otkrivena je fizikalna, a zatim i kemijska mutageneza, a domaći znanstvenici stali su u začecima tog otkrića. Tako su genetičari V.V. Saharov i M.E. Lobašev je pokazao da se pod utjecajem kemijskih spojeva (jod, octena kiselina, amonijak) povećava učestalost mutacija u stanicama biljke heljde. Kasnije je I.A. Rapoport (SSSR) i S. Auerbach (Velika Britanija) otkrili su snažne kemijske mutagene, koje su nazvali supermutagenima.

Fizički mutageni (skupina 2 govori, grupa 3 se protivi, pitanja nisu obavezna)

Učenici slušaju i rješavaju zadatke u radnoj bilježnici br.4,5.

(Slajd br. 18). Ova skupina mutagena uključuje različite vrste zračenja i temperature. DO Ionizirana radiacija uključuju elektromagnetske, rendgenske i gama zrake, kao i elementarne čestice (alfa, beta, neutroni itd.). Kada je tijelo izloženo ionizirajućem zračenju, komponente stanice, uključujući molekule DNA, apsorbiraju određenu količinu (dozu) energije. U tom slučaju ista se doza može postići dugotrajnim zračenjem niskog intenziteta ili kratkotrajnim zračenjem visokog intenziteta. Posljedice zračenja mogu biti kidanje vodikovih veza u dvostrukoj spirali molekule DNA, kidanje jednog ili dva lanca DNA, stvaranje novih stabilnih veza (crosslinks) između dvaju lanaca jedne molekule DNA, između različitih molekula DNA, stvaranje novih stabilnih veza (crosslinks) između dvaju lanaca jedne molekule DNA. ili između DNA i proteinskih molekula. Eksperimentalno je dobiven sljedeći zaključak.

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

Za razliku od X-zraka, ultraljubičaste zrake nemaju dovoljnu energiju ionizacije. Međutim, apsorbiraju ga dušične baze koje čine DNK (purini i pirimidini), pretvarajući ih u energetski nestabilno, pobuđeno stanje. To dovodi do pogrešaka tijekom replikacije DNK.

Mutageni faktor je i povišena temperatura. . Na primjer, kada se vinske mušice uzgajaju na temperaturi 10 °C iznad normalne, broj mutacija se utrostručuje. Oštećenje genetskog materijala zračenjem nije izravan izvor promjena u tjelesnim stanicama oštećenim zračenjem (slajd br. 19). Činjenica je da svi organizmi imaju vodu u svojim stanicama. Dakle, zračenje ne samo da izravno “pogađa” osjetljive genetske strukture, već na njih utječe i neizravno zbog razgradnje vode. Taj proces dovodi do stvaranja kratkotrajnih, tzv slobodni radikali(vodik H + i hidroksil OH -), spajajući se u vodu ili kemijski aktivne, a time i biološki vrlo opasne molekule - vodikov peroksid i atomski kisik. Zauzvrat, oni su sposobni izazvati nekoliko novih događaja ionizacije. Dakle, dolazi do lavinskog porasta učestalosti pogodaka u “mete”. Dakle, spojevi sposobni za interakciju sa slobodnim radikalima (antioksidansi),štite ciljne molekule od neizravnih učinaka zračenja. Takvi antioksidansi, na primjer, uključuju tokoferol (vitamin E), element u tragovima selen, itd.

Električni vodovi (slajd broj 20), jaki radio-odašiljači stvaraju elektromagnetsko polje koje je nekoliko puta veće od dopuštene razine. Električna i magnetska polja uvelike utječu na stanje svih bioloških objekata koji ulaze u zonu njihovog utjecaja. Na primjer, u području utjecaja električnog polja dalekovoda, insekti pokazuju promjene u ponašanju: na primjer, pčele pokazuju povećanu agresivnost, tjeskobu, smanjenu izvedbu i produktivnost te sklonost gubitku matica; Kornjaši, komarci, leptiri i drugi leteći kukci pokazuju promjene u reakcijama ponašanja, uključujući promjenu smjera kretanja prema smanjenoj radijaciji. U biljaka su česte razvojne anomalije - često se mijenjaju oblici i veličine cvjetova, listova, stabljika, pojavljuju se dodatne latice. Zdrava osoba pati od relativno dugog boravka u polju električnih vodova. Kratkotrajna izloženost (minuta) može dovesti do negativne reakcije samo kod preosjetljivih osoba ili kod pacijenata s određenim vrstama alergija. Rad engleskih znanstvenika ranih 90-ih godina pokazao je da određeni broj alergičara pod utjecajem dalekovoda razvija reakciju epileptičnog tipa. Duljim boravkom (mjeseci - godine) ljudi u elektromagnetskom polju dalekovoda mogu se razviti bolesti, uglavnom kardiovaskularnog i živčanog sustava ljudskog tijela. Posljednjih godina rak se često navodi kao dugoročna posljedica.

Često su opasniji izvori slabog elektromagnetskog zračenja koji djeluju dulje vrijeme. Takvi izvori uglavnom uključuju audio-video opremu i kućanske aparate. Najznačajniji utjecaj na čovjeka imaju mobilni telefoni, mikrovalne pećnice, računala i televizori. Problem elektromagnetskog zračenja koje proizlazi iz osobnih računala prilično je akutan zbog nekoliko razloga: računalo ima dva izvora zračenja (monitor i sistemsku jedinicu); korisnik računala praktički ne može raditi na daljinu; vrlo dugo vrijeme ekspozicije.

Genetske posljedice izloženosti EMR-u još nisu dovoljno proučene. Jedan od američkih laboratorija istražuje odnos između rođenja mongoloidne djece (Downova bolest) i ozračivanja njihovih očeva mikrovalnom energijom. Utvrđeno je da većina takve djece ima očeve koji su tijekom Drugog svjetskog rata bili ozračeni radiopoljima lokatora.

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

Svima je jasno da elektromagnetsko zračenje predstavlja stvarnu prijetnju ljudskom zdravlju. Ispostavilo se da su elektromagnetska polja i polja zračenja bliska po nekim svojim parametrima. To su dokazali i ruski i strani znanstvenici.

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

Učenici slušaju i rješavaju zadatke u radnoj bilježnici br.5,8.

Široka studija kemijska mutageneza započelo je nakon što je 1946. domaći znanstvenik I.A. Rapoport je otkrio snažan mutageni učinak etilenimina i formaldehida, a S. Auerbach (Velika Britanija) ista svojstva u iperitu i njegovim derivatima. Od tada su identificirani mnogi kemijski spojevi s mutagenim djelovanjem (Slajd br. 21). Među njima su vlaknasti mineral azbest, etilenamin, kolhicin, benzopiren, nitratna kiselina, narkotičke tvari, alkohol, nikotin itd. Često su te iste tvari također karcinogeni, odnosno tvari koje mogu uzrokovati razvoj malignih neoplazmi (tumora) u organizmu.

Pokazalo se da tvari opasne za gensko-kromosomski aparat doslovno nas okružuju: kemikalije za kućanstvo, boje za kosu, industrijske emisije i ispušni plinovi iz automobila i motocikala itd., raspršeni u zrak. Ali većina mutagena ulazi u naše tijelo s hranom. Štetne kemikalije koje se nakupljaju u tlu s vremenom prelaze u jestive dijelove biljaka. Upravo njima apsorbiramo 37 posto mangana, 41 posto cinka, 32 posto bakra, 10 posto nikla.

(Slajd br. 22). Dugotrajnim skladištenjem proizvoda nastaju i mutageni u obliku peroksidiranih 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 stupnjeva tijekom 15 minuta također dovodi do pojave mutagena. Kolesterol sadržan u maslacu, jajima, kiselom vrhnju i vrhnju postaje mutagen ako se dugo čuva. Ista sudbina čeka i arome koji se koriste u konzerviranju i konzervanse koji se dodaju sokovima i vinima.

Mnoge ljekovite tvari uzrokuju kromosomske aberacije u kulturi ljudskih stanica u dozama koje odražavaju stvarne s kojima osoba dolazi u kontakt, ali ne pokazuju jasnu ovisnost o dozi. Ti lijekovi induciraju (2-3 puta više od spontane razine) kromosomske aberacije kod osoba koje su s njima "u kontaktu". Ova skupina uključuje antikonvulzive (barbituratni kompleks), psihotropne, hormonske (estradiol, progesteron, oralni kontraceptivi), mješavine za anesteziju, protuupalne lijekove (butadion, acetilsalicilna kiselina, amidopirin). Na primjer, acetilsalicilna kiselina i amidopirin povećavaju učestalost kromosomskih aberacija, ali samo u visokim dozama koje se koriste u liječenju reumatskih bolesti.

Većina pesticida su sintetske organske tvari. Praktično se koristi oko 600 pesticida koji pripadaju različitim klasama kemijskih spojeva. Budući da kruže u biosferi, migriraju u prirodnim trofičkim lancima, nakupljaju se u nekim biocenozama i poljoprivrednim proizvodima, u predviđanje posljedica njihove uporabe uključeni su ne samo liječnici i higijeničari, već i ekolozi. Predviđanje i sprječavanje mutagenog hazarda kemijskih sredstava za zaštitu bilja vrlo je važno. Štoviše, govorimo o povećanju procesa mutacije ne samo kod ljudi, već iu biljnom i životinjskom svijetu. Čovjek dolazi u doticaj s kemikalijama tijekom njihove proizvodnje, tijekom korištenja u poljoprivrednim radovima, au malim količinama ih prima iz prehrambenih proizvoda i vode iz okoliša.

Biološki mutageni (skupina 4 djeluje, skupina 5 se suprotstavlja)

Učenici slušaju i bilježe u svoje bilježnice.

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

(Slajd br. 24). Trenutno, transgene sorte poljoprivrednih kultura koje su otporne na herbicide, viruse i insekte, s poboljšanim svojstvima kvalitete (poboljšani sastav biljnog ulja) zauzimaju obradive površine veće od 85 milijuna hektara. Prehrambeni proizvodi dobiveni od takvih sorti sada više nisu neuobičajeni na policama trgovina u mnogim zemljama diljem svijeta.

Ali genetski inženjering ima i drugu stranu koja nas tjera na oprez, a koja je povezana s mogućom promjenom strukture genoma pojedine transgene biljke, s curenjem transgena i njihovim prijenosom na divlje srodnike, s utjecajem na “divlje” vrste u prirodni ekosustav. Često se gen odgovoran za otpornost na antibiotike uvodi u GM organizam kao marker gen. Hipotetski, 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.

Unatoč dugotrajnom odbijanju genetski modificiranih proizvoda od strane europske zajednice, komponente hrane iz sorti genetski modificirane soje, kukuruza i uljarica sada su odobrene za upotrebu u prehrambenim proizvodima u Europskoj uniji.

Među proizvodima koji se koriste su ulja i sirupi koji sadrže "materijal GM porijekla", kao i brašno i škrob. Ti se sastojci mogu koristiti u mnogim prerađenim proizvodima, od vegetarijanskih hamburgera do keksa i umaka, slično korištenju sastojaka koji potječu iz ne-GM usjeva. Na primjer, transgene soje su uključene u gotovo 60% proizvoda, uključujući: kobasice, knedle, kruh, čokoladu, margarin, sladoled, dječju hranu itd. Razni aditivi u hrani (indeks E) proizvode se na temelju GM komponenti. Kao što je pokazalo istraživanje Greenpeacea, brojne svjetski poznate tvrtke 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 riječima stručnjaka, odgovor na ovo pitanje može se dobiti tek nakon što se rode unuci onih koji danas jedu GMO. Analiza zdravstvenog stanja jedne generacije ljudi neće dati pouzdanu sliku. Rezultati pokusa na laboratorijskim životinjama pokazuju da se učestalost mutacija kod njih povećava stotine i tisuće puta i razvija se neplodnost.

Utjecaj mutagena na čovjeka i okoliš (5. skupina govori, 1. skupina protivi se)

Učenici slušaju i crtaju dijagram u svojim bilježnicama.

Tijekom cijele povijesti svog razvoja, čovječanstvo je akumuliralo (uglavnom zbog procesa prirodne mutacije) takozvano genetsko opterećenje, koje se očituje u nasljednim, genetski određenim bolestima. Zdravlje sadašnjih budućih generacija ljudi uvelike ovisi o tome koji je genetski teret naslijeđen od prethodnih generacija, koliko je mutacija akumulirano od strane čovječanstva (slajd br. 26).

Trenutno je poznato oko 2 tisuće genetskih defekata,

zahvaćajući samo dio ukupnog broja lokusa u genomu. Štoviše, otprilike četvrtina ukupnog volumena mutacija je posljedica energije prirodnog pozadinskog zračenja. Međutim, mutacije gena koje uzrokuju manje biokemijske abnormalnosti u tijelu vjerojatno su češće.

Problem je u tome što ubrzanje učestalosti mutacija dovodi do povećanja broja pojedinaca s urođenim manama i štetnim abnormalnostima koje se nasljeđuju, a mutacije u nereproduktivnim (somatskim) stanicama u pravilu mogu izazvati rast maligne neoplazme (spontani rak). Izračuni pokazuju da udvostručenje stope mutacije povećava volumen genetskog opterećenja toliko da može postati opasno za postojanje populacije.

Postoji izlaz iz takvog kriznog stanja - to je put evolucijskih promjena, ali prilagodba na mutagene tijekom procesa selekcije zahtijeva ogroman broj genetskih žrtava i vremena od populacije. Konkretno, vrste zastupljene relativno malim brojem jedinki, sa sporom izmjenom generacija, teže bi se prilagodile visokoj mutagenoj pozadini okoliša. Biološke vrste s velikim brojem jedinki i brzim smjenjivanjem generacija, kao što je mikroorganizam, imaju veće šanse prevladati genetsku krizu uzrokovanu porastom mutagenog onečišćenja (povećane stope mutacija). Fenomen njihove otpornosti na široko rasprostranjene antibiotike i sulfonamidne lijekove dobro je poznat, kao i pojava bakterija, gljivica i insekata otpornih na pesticide.

Glavna opasnost od onečišćenja okoliša mutagenima, kako vjeruju genetičari, jest 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 nositelja mutantnih gena i kromosoma, onda ako su oštećeni geni somatskih stanica, može se povećati broj bolesti raka. Štoviše, postoji duboka povezanost između naizgled različitih bioloških učinaka.

Na primjer, mutageni iz okoliša utječu na veličinu rekombinacija nasljednih molekula, koje su također izvor nasljednih promjena. Također je moguće utjecati na funkcioniranje gena, što može biti uzrokom, na primjer, teratoloških abnormalnosti (deformacija, konačno, oštećenja enzimskih sustava, koja mijenjaju različite fiziološke karakteristike tijela, uključujući aktivnost živčani sustav, pa samim time utječe i na psihu. (Slajd br. 27). Genetska prilagodba ljudske populacije na sve veće onečišćenje biosfere mutagenim čimbenicima u osnovi je nemoguća.

Za razliku od grubih kromosomskih oštećenja nasljednog materijala, točkaste genske mutacije, koje imaju sposobnost akumulacije kroz generacije, predstavljaju glavnu poteškoću za otkrivanje u populacijama. Njihovo prepoznavanje važno je upravo zato što će takve mutacije biti uvelike odgovorne za manifestaciju genetskog opterećenja u nadolazećim generacijama.

Živimo u okruženju punom mutagena i njihov utjecaj ne možemo u potpunosti eliminirati, ali stečena znanja pomoći će nam smanjiti utjecaj ovih negativnih čimbenika na organizam, očuvati svoje zdravlje i zdravlje naše djece. Neke preporuke za smanjenje utjecaja mutagena na naše tijelo (slajdovi br. 28, 29)

Ublažava djelovanje mutagena (slajd br. 30)

Sažetak lekcije

Sada se vratimo na problem naše lekcije. Čiji je ovo problem? Možemo li utjecati na mutagenezu?

Apsolutno da! Jedna od najučinkovitijih metoda je znanje. Treba poznavati vlastite karakteristike, znati što može uzrokovati genetske poremećaje kod nerođenog djeteta... Vjerojatnost tragedije može se smanjiti. Zdrav stil života - jedan od načina smanjenja ovog rizika.

Odraz

Odgovorite na pitanja (prilog br. 4)

Konsolidacija znanja

Provjera riješenosti zadataka u radnoj bilježnici.

Zadatak za samostalno učenje

(Na posebnim listovima) “Pismo budućnosti”. Nakon što ste proživjeli i doživjeli današnju lekciju, napišite pismo svom budućem djetetu, recite mu da treba znati što mu je činiti, kako se ponašati 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-grof”. 2011.
3. Fotografija mutacija. images.yandex.ru
4. Mutageni okoliša. 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 utjecaj na ljudski život, ponekad čak i štetan; slučajevi pozitivnih promjena zbog poremećaja na razini gena iznimno su rijetki. Mutacije su poznate milijunima godina, a mogu se dogoditi u bilo kojem živom organizmu, pa je tako došlo do evolucije i prirodne selekcije najjačih predstavnika vrste. U naše vrijeme, mutageni progone ljude posvuda, ovaj fenomen je zbog modernog tehnološkog procesa. Stvari na koje se ponosimo stvaraju često predstavljaju ozbiljnu opasnost za ljude i njihovo zdravlje.

Što su mutageni i njihova klasifikacija

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

· kemijski;

· biološki;

· fizički.

Kemijska skupina mutagena vjerojatno je najobimnija. Ovi čimbenici imaju visoku sposobnost prodiranja, tako da lako ulaze u stanice; kemijski učinak na nukleinsku kiselinu, reakcija s njom može dovesti do promjene koloidnog stanja kromosoma, smanjenja sinteze molekula DNA i RNA i mnogo toga. više.

Kemijski mutageni uključuju:

· benzen;

· alkohol;

· opojne tvari;

· nitrati;

· nitriti;

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

· pesticidi;

· dodaci prehrani;

· neke vrste lijekova;

· konzervansi.

Iz gornjeg popisa lako možemo uočiti gotovo polovicu mutagena s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu, rano povrće i voće zasićeno nitratima za brži rast, konzervanse i aditive u hrani te lijekove.

Biološki mutageni se sastoje od:

· virusi;

· bakterije;

· helminti.

Naravno, nitko ne kaže da će bilo koji virus ili bakterija dovesti do mutacije, ali neki od njih su sposobni utjecati na funkciju i promijeniti strukturu nukleinske kiseline.

Fizički mutageni remete strukturu gena; njihovi radikali ulaze u aktivnu kemijsku vezu s DNK, sprječavajući normalno funkcioniranje molekule. Fizička skupina uključuje različite vrste zračenja:

· ultrazvučni;

· ultraljubičasto;

· X-zraka;

· infracrveno;

· radioaktivan.

Svaki od ovih tipova zračenja ima svoj stupanj prodiranja, radioaktivno zračenje ima najviši prag i maksimalno oštećenje živog organizma.

Jesu li lijekovi dobri ili loši?

Različite skupine lijekova koje svatko koristi u liječenju određene bolesti pokazuju se daleko od bezopasnih, zbog čega liječnici na sve moguće načine potiču pacijente da ih koriste samo za namjeravanu svrhu, ne radeći ništa na svoju ruku. Svaki lijek, prije nego se nađe na policama ljekarni, testira se prema određenim standardima. Posljednjih desetljeća, zbog velikog porasta toksičnih tvari, pojavila se još jedna obavezna stavka - ispitivanje mutagenosti. Najveću štetu organizmu i izražen mutageni učinak imaju citostatici i antimetaboli. Oba se koriste u liječenju malignih tumora, unatoč činjenici da je dokazana izravna ovisnost lijekova o razvoju kromosomskih abnormalnosti, razlog tome ostaje nesavršena metoda liječenja onkologije, a moderna medicina, nažalost, ne može ponuditi druge mogućnosti liječenja.

Osim antitumorskih lijekova, postoji niz lijekova koji mogu dovesti do mutacije u stanici; njihov učinak, naravno, nije toliko izražen, ali se događa. Ovi lijekovi uključuju sljedeće skupine:

· psihotropni;

mješavine 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 jednostavno je skladište kemijskih mutagena; smatra se da je njihova najveća aktivnost u tvornicama koje proizvode teške metale i sintetičke materijale. Kemijski spojevi prodiru u tijelo kroz kožu, pluća i gastrointestinalni trakt, pa na mutagenost procesa ne utječe samo zagađeni zrak ili određeno radno mjesto, već i pridržavanje pravila osobne higijene i korištenje zaštitne odjeće.

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

· metalurgija;

· rafinerije nafte;

· tvornice boja;

· postupci zavarivanja;

· proizvodnja proizvoda od gume;

· elektrane na ugljen.

Najštetniji spojevi s visokom prodornom aktivnošću su:

· benzen;

· arsen;

ksilen;

· voditi;

· nikal, itd.

Mutageni u svakodnevnom životu

Uz sve veći broj karcinoma, kao što je poznato, čiji je temeljni uzrok ireverzibilna promjena nukleinske kiseline pod utjecajem različitih čimbenika, znanstvenici su počeli posvećivati ​​posebnu pozornost proučavanju mutagenog djelovanja hrane i tvari koje se koriste u svakodnevnom životu.

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

Od proizvoda koji se često koriste u svakodnevnom životu i prehrani mutagena svojstva imaju:

· prehrambene boje;

· saharin;

· konzervansi (derivati ​​E);

boja za kosu;

· proizvodi za kućnu njegu;

· duhanski dim (učinak varira ovisno o broju popušenih cigareta);

· alkohol (njegov učinak je kontradiktoran).

Okoliš oko nas svake je godine sve više ispunjen mutagenim djelovanjem, a ovaj problem je velika briga genetičara. Naravno, genetska mutacija je nužna 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 brojnim čimbenicima različite prirode koji mogu imati mutageni učinak (kućanski električni uređaji, lijekovi, kućanska kemikalija, kozmetika).

Na kemijske mutagene spadaju sve kemikalije (kiseline, lužine, peroksidi, metalne soli, formaldehid, pesticidi, herbicidi, kolhicin), koje se dijele u 2 skupine: organske i anorganske.

Mutageni organske prirode uglavnom uzrokovano mutacijama gena, anorganske prirode- kromosomske aberacije mogu promijeniti koloidno stanje kromosoma, reagirati s DNA i inhibirati njegovu sintezu. Kemijski mutageni imaju određeni specifičnost djelovanja- možete predvidjeti koji će geni mutirati. Na primjer, kolhicin - mitotski otrov, uništava vreteno i zaustavlja staničnu diobu u metafazi; uzgajivači ga koriste za dobivanje poliploidnih oblika; formaldehid i njegovi derivati ​​(formaldehid), pesticidi, herbicidi, kofein, fotoreagensi, konzervansi, raketno gorivo.

Kemijski mutageni se konvencionalno dijele na:

Industrijski mutageni

Poljoprivredni mutageni

Mutageni za kućanstvo.

Posebnu opasnost za ljude predstavljaju kemijski mutageni sadržani u hrani i vodi. Mutageni spojevi ulaze u ljudsko tijelo izravno (neka bezalkoholna pića i sl.) ili prolazeći kroz hranidbeni lanac. Glavni putevi kontaminacije hrane i prehrambene sirovine:

1. korištenje nedopuštenih boja ili prekoračenje njihove doze;

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

3. kontaminacija poljoprivrednih usjeva pesticidima i životinja veterinarskim lijekovima;

4. kršenje higijenskih pravila uporabe gnojiva, krutih i tekućih industrijskih i stočarskih otpadaka, navodnjavanja, komunalnih i drugih otpadnih voda;

5. korištenje nedopuštenih dodataka hrani, konzervansa, stimulatora rasta, preventivnih i terapijskih lijekova u uzgoju stoke i peradi ili korištenje odobrenih dodataka u visokim dozama;

6. migracija otrovnih tvari u hranu iz prehrambene opreme, posuđa, pribora i ambalaže; korištenje neovlaštenih materijala od polimera, gume i metala;

7. stvaranje endogenih toksičnih spojeva u prehrambenim proizvodima tijekom izlaganja toplini, kuhanja, prženja, zračenja i drugih metoda tehnološke obrade;

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

9. unos otrovnih tvari u prehrambene proizvode, uključujući radionuklide, iz okoliša - atmosferski zrak, tlo, voda.

Primjena kemikalija u prehrambenoj industriji. Konkretno, tehnologija konzerviranja hrane dovodi do izravnog kontakta ljudi s mutagenima (formalin, propilen, natrijev nitrat). Sve zajedno, moderna globalna industrija konzerviranja predstavlja značajan izvor mutagena za ljude zbog slabe državne sanitarne kontrole u mnogim zemljama. Do nedavno u Japanu, kao konzervans AF-2 (trans-2/furin-3-/5-nitro-2-/furil/-akrilamid) naširoko se koristi za inhibiciju rasta bakterija u sojinom mlijeku i ribljim kobasicama. Međutim, korištenjem testnih sustava (bakterije, ljudske stanične kulture), utvrđeno je da ovaj konzervans uzrokuje širok raspon mutacija. U Japanu i SAD-u zabranjena je uporaba AF-2 u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji.

U mesnoj industriji naširoko se koristio natrijev nitrat, koji je imao dobra svojstva konzerviranja i davao mesu svježu, sočnu, ružičastu boju. Aktivnu upotrebu ovog konzervansa zaustavili su genetičari koji su otkrili njegovu sposobnost oštećenja genoma somatskih i zametnih stanica.

Dodaci prehrani– tvari prirodnog ili umjetnog podrijetla koje se koriste za poboljšanje tehnologije za dobivanje prehrambenih proizvoda, očuvanje ili davanje potrebnih svojstava i produljenje roka trajanja. Postoji jedinstveni sustav označavanja prehrambenih aditiva ("Codex Alimentarius") - "E" (europski) indeks s brojevima. Na primjer, tartrazin daje proizvodu žutu i narančastu boju; mononatrijev glutamat pojačava miris i okus; kinin - uključen u tonik; sintetičke arome. Dokazano je da mononatrijev glutamat može izazvati kompleks simptoma koji se naziva "sindrom kineskog restorana". Razvija se 15-20 minuta nakon konzumacije hrane bogate mononatrijevim glutamatom kao konzervansom. Ovaj sindrom je prvi put opisan 1969. godine; simptomi su mu peckanje u zatiljnoj regiji vrata, prsa i podlaktica te osjećaj težine u prsima.

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

Rekombinantni hormon rasta (goveđi somatotropin) koristi se od 1993. za povećanje mliječnosti i može se naći u kravljem mlijeku. Njegova primjena kod krava dovodi do povećanja faktora 1 sličnog inzulinu (IGF-1), koji ima istu primarnu strukturu kao ljudski peptid. U prisutnosti mliječnog kazeina, IGF-1 se ne uništava tijekom pasterizacije. Kada uđe u ljudsko tijelo, goveđi IGF-1, kao i vlastiti, formiran u tankom crijevu, može izazvati rast tumora kao rezultat inhibicije apoptoze; povećati osjetljivost tkiva dojke na učinke ionizirajućeg zračenja; ima učinak sličan estrogenu; sposoban izazvati akromegaliju.

Pitanja su vrlo relevantna radio sterilizacija prehrambenih proizvoda, u kojem su ne samo zaštićeni od preranog kvarenja, već i neškodljivi (pileće meso od salmonele i dr.). Korijenasti usjevi nakon tretmana zračenjem, čak iu uvjetima vrućine i vlage, dugo ne trunu i ne klijaju. U Sjedinjenim Državama korišteno je kratkotrajno zračenje velike snage kobalta-60 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.

Nastaju neki mutageni prilikom kuhanja. Pri prženju mesa i ribe takve tvari nastaju kao rezultat pirolize triptofana i nekih drugih organskih spojeva. Poznata je takozvana "Mallardova reakcija": tijekom toplinske obrade nastaju veze između karbonilnih skupina reduciranih šećera i amino skupina amina, peptida i proteina. Ti spojevi daju hrani aromu, određeni okus i specifičnu boju, ali također proizvode toksične i mutagene nusprodukte. Mutageno djelovanje imaju i policiklički aromatski ugljikohidrati, prvenstveno benzopiren. Nastaje kada se hrana dimi ili peče na roštilju kada masnoća dođe u dodir s vrelim ugljenom.

Nekuhana hrana također može sadržavati mutagene. Tako ih ima u nekim vrstama mahunarki, nerafiniranom ulju pamuka, crnom papru, gljivama i još nekim namirnicama. Na primjer, u Sjedinjenim Američkim Državama, iste urođene mane otkrivene su kod novorođenčeta, legla štenaca i jarića. Istraživanja su pokazala da su žena i pas tijekom trudnoće konzumirali mlijeko dobiveno od domaćih koza koje su hranjene lupinom. Analiza lupine pokazala je prisutnost mutagena u njoj. Trenutno se koriste nove sorte lupine u kojima praktički nema mutagena.

U novije vrijeme posebna se pozornost posvećuje mutagenosti piti vodu. Voda koja se koristi za piće sadrži male količine organskih nečistoća. Prilikom dezinfekcije vode u nju se dodaje klor. Kao rezultat reakcije klora s organskim tvarima nastaju organoklorni spojevi koji imaju mutageno djelovanje (na primjer, trihalometani).

Mutageno djelovanje imaju i lijekovi koji su nužna komponenta našeg okoliša - farmakološki mutageni . Rasprostranjen u medicinskoj praksi antibiotici. Međutim, tetraciklin, levomicin, biomicin, streptomicin imaju jaka mutagena svojstva, jer Vežući se na molekulu DNA uzrokuju potiskivanje gena i proces biosinteze proteina. Ali čak i antibiotici sa slabim mutagenim svojstvima mogu uzrokovati značajnu štetu dugotrajnom primjenom, jer to rezultira potpunim mutagenim učinkom. Neke ljekovite tvari same po sebi nisu mutagene, ali produkti njihovog metabolizma postaju mutageni.

Imaju najizraženiji mutageni učinak citostatici I antimetaboliti, koriste se za liječenje malignih neoplazmi i kao imunosupresivi. Mnogi citostatici uzrokuju o dozi ovisan porast učestalosti kromosomskih aberacija i izmjene sestrinskih kromatida u ljudskim limfocitima in vitro i in vivo. Čak i medicinsko osoblje na onkološkim odjelima koje ne poštuje mjere opreza pri pakiranju citostatika može imati mali mutageni rizik. Najveća skupina citostatika s mutagenim djelovanjem su lijekovi s alkilirajućim djelovanjem (derivati ​​etilenimina, diklordietilamina, nitrozouree). Oni izravno oštećuju DNK tijekom procesa replikacije. Neki od njih (tiofosfamid, degranol i dr.) imaju izravan mutageni učinak, dok drugi (ciklofosfamid) zahtijevaju metaboličku aktivaciju.

Antitumorski antibiotici (aktinomicin O, adriamicin) ovisno o dozi uzrokuju kromosomske aberacije u ljudskim stanicama. Mehanizam mutagenog djelovanja nekih od njih povezan je s njihovim uvođenjem u DNK tijekom procesa sinteze.

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

Mnogi lijekovi uzrokuju kromosomske aberacije u kulturi ljudskih stanica u dozama koje se koriste za liječenje, ali ne pokazuju jasnu ovisnost o dozi. Ti lijekovi induciraju (2-3 puta više od spontane razine) kromosomske aberacije kod osoba koje su s njima "u kontaktu". Ova skupina uključuje antikonvulzive (barbiturate), psihotropne, hormonske (estradiol, progesteron, oralne kontraceptive), mješavine za anesteziju, protuupalne lijekove (butadion, acetilsalicilna kiselina, amidopirin). Na primjer, acetilsalicilna kiselina (aspirin) i amidopirin povećavaju učestalost kromosomskih aberacija, ali samo u visokim dozama koje se koriste u liječenju reumatskih bolesti.

Ponekad se temeljitijim testiranjem ukloni "mutagena stigma" s lijeka, kao što se dogodilo s izoniazidom i dietilamidom lizergične kiseline.

Postoji skupina lijekova koji imaju slab mutageni učinak. Mehanizmi njihova djelovanja na kromosome nisu jasni. Ne može se isključiti neizravni učinak kroz promjene u metabolizmu nekih spojeva koji su ubrzivači spontane mutageneze. Takvi slabi mutageni uključuju metilksantine (kofein, teobromin), psihotropne lijekove (haloperidol), baktericidne i dezinficijense (tripoflavin, etilen oksid, levamisol, furosemid). Široka uporaba ovih lijekova zahtijeva pažljivo praćenje njihovih genetskih učinaka ne samo kod pacijenata, već i kod medicinskog osoblja koje koristi lijekove za dezinfekciju, sterilizaciju i anesteziju.

Poznata uloga alkohol kod pojave raka usne šupljine, ždrijela i nazofarinksa. Učestalost raka na ovom mjestu obično je visoka među barovcima, konobarima i svima koji rade s alkoholom. Međutim, ostaje nejasno je li sam alkohol izazvao nastanak tumora ili su to bili neki drugi sastojci 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 brojne studije da alkohol povećava mutagenu i kancerogenu opasnost raznih spojeva. Još uvijek postoje proturječni podaci o mutagenosti kofeina. Istraživači se slažu u jednom: velike doze kofeina su mutagene i kancerogene.

Utvrđeno je da većina komercijalnih boje za kosu imaju značajan mutageni potencijal. Opasnost se povećava 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 genetskog aparata stanica. Stoga je najbolje da žene u generativnoj dobi ne koriste ovaj iznimno opasan spoj.

Onečišćenje atmosfere stana kemijskim mutagenima može biti uzrokovano sljedećim čimbenicima:

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

· plinske peći ispuštaju produkte nepotpunog izgaranja plina u atmosferu; moguće je curenje plina.

· duhanski dim je mješavina plinova i aerosola (ugljikovodici, alkoholi, fenoli, nikotin, ugljikov monoksid, amonijak, dušikov oksid, cijanovodična kiselina, sumporovodik, benzopiren, kadmij, arsen, krom, formaldehid, radioaktivni polonij i dr.). Uzrokuje bolesti kod “pasivnih pušača”.

· deterdženti i sredstva za čišćenje na bazi površinski aktivnih tvari (tenzida), fosfata, dezinficijensa (koji sadrže formaldehid, spojeve klora itd.).

Koje mjere se mogu poduzeti za poboljšanje kvalitete okoliša stanovanja?

Ionizacija zraka povećava otpornost organizma na nedostatak kisika, hladnoću i fizičku aktivnost.

Dovoljno osvjetljenje sunčevom svjetlošću (zbog orijentacije fasada, gustoće izgrađenosti i sl.) koje djeluje baktericidno na mikrofloru u prostoriji.

Ispravna organizacija mjesta za spavanje nije bliže od 10 cm od armirano-betonskog zida i ne bliže od 2 m od kabelskih priključaka i 1,5 m od hladnjaka ili TV-a.

U jeku još jedne porcije ljubavi i obožavanja čarobnih superzvijeri, postavilo se pitanje može li osoba imati iste supermoći kao lik iz stripa. Ili postati neuništiv poput Grahama, kojeg uopće nije briga (australska ljudska lutka sposobna preživjeti nesreću). Pokazalo se da je moguće, štoviše, takvi ljudi postoje. A najzanimljivije je da su i oni mutanti svoje vrste.

čelična kost

Slomljena kost je fantastičan način da si upropastite nekoliko mjeseci. Za razbijanje najtvrđe tvari u ljudskom tijelu nije potrebna velika pamet, ali ne ako imate iznimno rijetku mutaciju gena LRP5. Ranije je gen imao tako-taku reputaciju jer je njegov nedostatak dovodio do niske gustoće kostiju ili osteoporoze. Međutim, nedavno je otkriveno da mutacija može imati i suprotan učinak. Jedna obitelj iz Connecticuta s mutiranim LRP5 ima toliko jake kosti da ih je gotovo nemoguće slomiti. Jasno je da članovi obitelji nikada nisu imali takvih problema. Njihovi su kosturi jaki gotovo kao Wolverineov adamantium. Ili su se možda već počeli pretvarati u Grahama, koga nije briga? Ostaje za nadati se da će jednog dana znanstvenici moći upotrijebiti mutagen za liječenje bolesti kostiju.

Atletsko postignuće

Ponajviše zahvaljujući svojoj brzini, Homo sapiens uspio je postati jedini predstavnik svoje vrste na planetu, protjeravši sa svijeta krivonoge, nespretne neandertalce. Noge su nam duge, ponekad lijepe, a tijelo nam je dizajnirano tako da smo jedina živa bića koja mogu dugo trčati zaredom. Nitko – 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 ugroženih 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 tvari - proteina Alpha-actinin-3, koji je odgovoran za kontrolu brzih mišićnih vlakana. Povećanje unosa proteina rezultirat će eksplozivnim naletima mišićne snage koji osiguravaju vrhunsku izvedbu u svim sportovima, posebice u trčanju. Zanimljivo, mutagen dolazi u dva oblika. I u oba slučaja, to ima jednako snažan učinak na mišićne kontrakcije.

Imunitet na otrove

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

Otrovi nas posvuda okružuju, pa nema potrebe tražiti svog Salierija, koji će vam dodati puder. Visok sadržaj toksina, čak iu krivotvorenoj boci votke, čak iu planinskom izvoru, čini da izgledate kao Iljič u njegovom trenutnom stanju.

Ali tisućama godina, stanovnici San Antonio de Los Cobresa u Argentini pili su planinsku vodu koja je sadržavala razine arsena 80 puta veće od sigurnih razina. Nevjerojatno je da je San Antonio de Los Cobres još uvijek naseljeno područje. Stanovnici ne mare za svakodnevnu ekstremnu izloženost smrtonosnom metalu. Za sve je zaslužan gen koji se usavršavao tisućama godina, a koji nije dopustio da stanovnici postanu žrtve prirodne selekcije. Njegovo ime je AS3MT ili Južnoamerički Spasitelj. Njegovi vlasnici mogu jesti arsen žlicama i ništa im se neće dogoditi. Procjenjuje se da trenutno samo 6000 ljudi ima ovaj gen.

Za one koji ne spavaju

Život superheroja je težak. Posao je ogroman, stalno se morate baviti nekim bolesnim ljudima, ujutro je epska bitka sa negativcem, noću ste na dužnosti, i kao rezultat toga apsolutno nema vremena za spavanje.

Mnogi su geni uključeni u spavanje i svi su nevjerojatno složeni. Međutim, onaj koji se ističe je DEC2, koji regulira količinu sna koja nam je potrebna svake noći. Većini nas treba punih osam sati ili više. Međutim, za 5% populacije, mutirani gen im omogućuje da dobiju dovoljno sna u mizernih 4-6 sati svake noći. Obični smrtnici će već nakon nekoliko dana takvog noćenja početi osjećati negativne posljedice, ali ovi mutanti žive bezbrižno. Istraživači se nadaju da će pronaći ovaj gen i iskoristiti ga kako bi olakšali život vojsci i policiji.

Čarobni električni otpor

Struja je odvela mnoge vrijedne ljude u Valhallu. Podmukla stvar, bez koje smo kao slijepi mačići. Međutim, problem je što to ne shvaćamo uvijek ozbiljno. A onda bam - i sprženi ste voltima, doslovno spaljujući sve vaše unutarnje organe. Međutim, Srbin Slaviša Pajkić to ne razumije. Tip ima jedinstveni genetski sklop koji ga čini gotovo neranjivim na struju. Prosječna osoba prekrivena je milijunima znojnih žlijezda, koje su općenito izvrsni vodiči struje. No, zbog rijetke genetske bolesti, Slavisha ih nema. Stoga elektricitet nema načina da prodre u njegovo tijelo i klizi kroz njega bez nanošenja štete. Zbog toga je dobio nadimak Biba-elektrika.

Sam Slavisha kaže da može biti ne samo dirigent energije, već i, koliko god to nevjerojatno zvučalo, izvor energije. Općenito, ima nešto simbolično u tome - da takve trikove s strujom pokazuje sunarodnjak velikog Tesle.

Gen rock zvijezde

Nije svima suđeno da budu rock zvijezde. Pravi stvaralac neprestano se izlaže ekscesima rock 'n' roll života. Stoga nije svatko u stanju izdržati decilitre alkohola i tone droge. Zato su slabići poput Hendrixa umirali s 27 godina, a pravi Atlantiđani preživjeli su i kad su njihovi anđeli čuvari digli ruke i počeli zvati pogrebno poduzeće. Čak je i Sotona, zadivljen njihovom otpornošću, odustao od njih i prestao ih čekati u svom kraljevstvu za nevjerojatan rock koncert.

Titani poput pokojnog Lemmyja pili su dugo i do zadnjeg. Kilmister je, saznavši za svoju strašnu dijagnozu, odustao od viskija i pio isključivo votku, ali u dvostrukoj količini, jer je bila ukusna i zdrava. Jedini adekvatan roker, Konstantin Stupin, koji je preminuo neki dan, išao je prema tome ne manje ciljano, ali u uvjetima domaće stvarnosti i zatvora, brže je napustio utrku.

A Ozzy Osbourne... trebao je umrijeti barem 578484867 puta, ali je imao sreće jer je prirodni mutant. Super mutant sa supermoći - on je besmrtan. Poanta je da je njegovo tijelo puno mutiranih gena. Ne jedan, nego nekoliko. Većina njih radi na jednom području – razgrađuju alkohol i druge kemikalije kojih je u godinama heroinskih brzinskih dijeta bilo mnogo. Na primjer, mutacija u genu ADH4 dala mu je povećan sadržaj proteina, što omogućuje alkoholu brže napuštanje tijela. Tako je priroda doslovno stvorila mega-dupina koji roni iz bazena kiseline u bazen morfija. Briljantan glazbenik, što reći.

Sposobnost jesti bilo što

Ako iznenada vidite osobu koja jede moped Karpaty u klancu, nemojte žuriti da je nazovete idiotom - možda je osoba samo gladna. Ovdje je bio Michel Lotito, koji je u svom životu progutao avion, TV, kolica, krevet i još mnogo, mnogo toga. Gutajući krhotine stakla i metala, nije se previjao od muke, već je mirno otišao do toaleta. Obična osoba bila bi rastrgana iznutra, ali za njega je bilo ukusno i zadovoljavajuće. Vjeruje se da je Lotitov talent rezultat vrlo specifičnih genetskih nedostataka. Rođen je s nevjerojatno debelom sluznicom u želucu i crijevima, a probavni sustav mu je bio dovoljno jak da odbaci slomljene komadiće. No, za svaki je slučaj otpio nekoliko gutljaja mineralnog ulja za podmazivanje.

Kao Mister Fantastic

Autori “Fantastične četvorke” svojedobno su izvrsno govorili o temi neljudske fleksibilnosti. S vremenom je bilo toliko plastičnih ljudi da su mnogi prekomjernu gutaperku počeli doživljavati kao nešto nestvarno, kao još jedan projekt pop kulture. Međutim, postoje ljudi rođeni s genetskim poremećajem poznatim kao Marfanov sindrom. Njegova suština je da tetive i ligamenti osobe postaju fleksibilni poput gume. Mutacije u genu odgovornom za pripremu proteina fibrillin-1 uzrokuju stvaranje neljudskog vezivnog tkiva gutaperke u tijelu. Takvim je pacijentima mala stvar vrtiti ruke i zglobove kao Mister Fantastic. Međutim, tu zabava prestaje. Pacijenti razvijaju neprirodno duge udove i deformacije lica, probleme s kosturom, živčanim sustavom, pa čak i srcem. Neki nedostaci su fatalni.

Neizmjerna snaga

Što je supermoć? To je kada otvorite staklenku krastavaca za svoju majku ili spasite grad od zlikovca tako što ćete ga razbiti u male cigle. Takvi heroji inspiriraju više od jedne generacije, a svi su barem jednom sanjali da postanu jaki i otkidaju poklopce s limenki i glave s ramena zločinaca. 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 s ovim darom. No, nema puno sretnika koji se rode s mutacijama gena odgovornih za proizvodnju proteina miostatina. Miostatin uzrokuje udvostručenje veličine mišića zajedno s masnoćom. Vjeruje se da bismo proučavanjem ovih mutagena jednog dana mogli razviti lijek za liječenje mišićne distrofije.

Bol. Gadna senzacija raznih raspona koju je lako dobiti, ali nije tako lako riješiti je se. Farmaceutske tvrtke zarađuju milijarde nudeći načine kako to izbjeći, ali tajna prave bezbolnosti leži u iskrivljenim i vrlo rijetkim genima. Gen SCN11A određuje količinu natrija u tjelesnim stanicama. Ovo ne zvuči osobito impresivno dok ne shvatite da živčane stanice koriste natrij za slanje signala boli. Mutagen snižava razinu natrija, a živčane stanice jednostavno nemaju dovoljno sirovina za slanje tih signala, čineći tijelo neosjetljivim na bol. Samo ljudi s tako naizgled zavidnom vještinom skloni su lomovima kostiju i slučajnom samoozljeđivanju. Oni, naravno, ne osjećaju bol, ali slomljena noga nije od velike koristi. Međutim, njihovi su mutageni vrlo rijetki i vrijedni jer bi mogli biti ključ za nove revolucionarne lijekove protiv bolova.