Мутагены
Мутагены — физические, химические и биологические факторы, вызывающие мутации — стойкие наследственные изменения, нарушения в структуре генов, структуре и количестве хромосом.
Физические мутагены[править]
К физическим мутагенам относятся все виды электромагнитных излучений. При этом, чем меньше длина волны излучения, тем больше количество содержащейся в нём энергии и большая способность проникать внутрь живых клеток.
- Инфракрасное излучение (тепловое). Обладает незначительной способностью вызывать мутации так же, как высокие и низкие температуры.
- Ультрафиолетовое излучение. Обладает слабой способностью проникать внутрь клеток, но под его воздействием легко изменяется ДНК, что приводит к структурным нарушениям на молекулярном уровне, способствуя появлению рака кожи.
- Ионизирующее излучение (гамма- и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др.). Самый опасный вид излучения, под воздействием его лучей даже электроны сходят с атомных орбит, что приводит к появлению химически активных положительно-заряженных ионов внутри клетки. Воздействие ионизирующего излучения может отрицательно влиять на ДНК и хромосомы, вызывая мутации. Однако, если мутации не произошли непосредственно в половых клетках, то они не наследуются. Риск подвергнуться сильному ионизирующему облучению присутствует в местах выхода на поверхность урановых руд, на высокогорье от космических лучей, в местах ядерных испытаний и выбросов, а также при использовании рентгеновских лучей в медицине. Первые искусственные химические мутации получены у дрожжей под воздействием радиоактивного излучения радия в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым. С помощью рентгеновского излучения Г. Меллером в 1927 году впервые были получены мутации у дрозофилы. Частота мутаций, возникающих у дрозофилы (и других организмов), прямо пропорциональна дозе облучения. Определенная доза облучения вызывает одинаковое число мутаций как при однократном сильном, так и при нескольких облучениях небольшими дозами.
Единицей дозы излучения служит рентген (Р) — количество излучения, которое вызывает образование 2*109 пар ионов/см3 воздуха. На практике пользуются единицей рад , служащей мерой поглощения энергии; в воздухе 1 Р эквивалентен 0,876 рад.
Химические мутагены[править]
Способность химических веществ вызывать мутации открыта в 1932 В. В. Сахаровым (действием иода на дрозофилы). Систематизация химических мутагенов начата в 1945 году, и с тех пор в список входят различные вещества, число которых возрастает по мере обнаружения мутагенного действия соединений, ранее в этом отношении не изученных. Наиболее сильные химические мутагены, увеличивающие частоту мутаций в сотни раз, называются супермутагенами. К химическим мутагенам относятся:
- азотистая кислота;
- акридиновые красители;
- алкилирующие агенты (например, иприт, диметилсульфат, нитрозометилмочевина, иодацетамид);
- аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот (например, 5-бромурацил, 2-аминопурин);
- лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты, некоторые алкалоиды);
- некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);
- органические растворители;
- перекись водорода;
- пестициды (например гербициды, фунгициды);
- продукты переработки нефти, бензол;
- биополимеры (чужеродная ДНК, а также, по-видимому, чужеродная РНК);
- формальдегид.
Биологические мутагены[править]
- мутагенным фактором ряда вирусов являются, видимо, их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК (вирус кори, краснухи, гриппа);
- продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);
- антигены некоторых микроорганизмов.
Мутабильность организмов[править]
По-видимому, мутагены могут вызывать мутации у любых форм жизни — от вирусов до человека, но чувствительность организмов разных видов к действию мутагенов — их мутабильность — различна.
Применение мутагенов[править]
Физические и химические мутагены широко используются в селекции сельскохозяйственных растений и полезных микроорганизмов с целью получения мутаций с подходящими признаками. Так, например, колхицин вызывает удвоение хромосом в клетках и приводит к увеличению роста растений.
См. также[править]
Литература[править]
- Мортон Дженкинс «101 ключевая идея: Эволюция», — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001, стр.122-124, ISBN 5-8183-0354-3
- Большая Советская Энциклопедия, статья «Мутагены»
Ссылки[править]
 ↑ [+] | |
|---|---|
| Ключевые понятия |
Наследственность • Изменчивость • Ген • Генотип • Фенотип • Аллели • Мутация • Мутагены • Хромосома • ДНК • Нуклеотид • РНК • Генетический код • Геном • Геном человека • Генетическая устойчивость |
| Области генетики |
Молекулярная генетика • Цитогенетика • Популяционная генетика • Экологическая генетика • Эпигенетика • Генетика человека • Медицинская генетика • Геногеография • Археогенетика • Функциональная генетика |
| Закономерности |
Наследование • Законы Менделя • Хромосомная теория наследственности • Взаимодействие генов • Сцепленное наследование • Сцепление с полом • Мутагенез |
| Связанные темы |
Геномика • Генетическое разнообразие • Молекулярная эволюция • Генофонд • Филогенетика • Генетическая инженерия • Генетическая карта • Генетическая генеалогия • Генеалогический ДНК-тест • Гаплогруппы • Y-хромосомный Адам • Митохондриальная Ева • Методы генетической инженерии |