Особенности действия химических мутагенов - Мутация как экологическая проблема
К химическим мутагенам относятся самые разнообразные вещества. К химическим мутагенам принадлежат многие алкилирующие соединения (например, иприт, диметилсульфат, нитрозометилмочевина), аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот (например, 5-бромурацил, 2-аминопурин), акридиновые красители, азотистая кислота, некоторые алкалоиды, формальдегид, перекись водорода и некоторые органические перекиси, некоторые биополимеры (чужеродная ДНК, а также, по-видимому, чужеродная РНК) и многие другие 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.
Рассмотрим мутагенное действие некоторых из химических мутагенов.
Алкилирующие агенты. Вызывают алкилирование ДНК (например, метилирование, этилирование и т. д.). В результате при репликации ДНК нарушается принцип комплементарности, и происходит замена нуклеотидных пар:
ГЦ > АТ; ГЦ > ЦГ; ГЦ > ТА
Некоторые из алкилирующих агентов в природе не встречаются, их не распознают ферменты защитных систем. Такие вещества называются супермутагенами (например, N-метил-N-нитрозомочевина). Супермутагены применяются в селекции растений для получения индуцированных мутаций; их используют также как стимуляторы роста (в сверхмалых концентрациях).
Гидроксиламин. Избирательно аминирует цитозин, что также нарушает принцип комплементарности при репликации ДНК. В результате происходит замена ГЦ > АТ.
Нитриты. Осуществляют окислительное дезаминирование гуанина, аденина, цитозина. Также нарушается принцип комплементарности при репликации ДНК. В результате происходит замена АТ > ГЦ.
Аналоги оснований. Это вещества, сходные с "обычными" азотистыми основаниями. Однако они способны образовывать комплементарные пары с разными "нормальными" основаниями. Например, при репликации ДНК напротив гуанина вместо цитозина достраивается 5-бромурацил (аналог тимина). В дальнейшем напротив 5-бромурацила достраивается аденин, а напротив аденина - обычный тимин. Этот же процесс может идти и в противоположную сторону. В результате происходят замены: ГЦ > АТ или АТ > ГЦ.
К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются, видимо, их нуклеиновые кислоты - ДНК или РНК). По-видимому, мутагены универсальны, то есть могут вызывать мутации у любых форм жизни -- от вирусов и бактерий до высших растений, животных и человека, но чувствительность организмов разных видов к действию мутагенов - их мутабильность - различна. Для всех известных мутагенов не существует нижнего предела их мутагенного действия, но с уменьшением дозы любого мутагена падает частота вызываемых ими мутаций (она сравнивается с частотой естественно возникающих мутаций в отсутствии данного мутагена).
Существует множество иных химических факторов, обладающих мутагенным, канцерогенным и тератогенным действием. Например, ионы тяжелых металлов, связываясь с ферментами репликации, репарации и рекомбинации, снижают их ферментативную активность. Таким образом, не являясь собственно мутагенами, ионы тяжелых металлов способствуют появлению мутаций.
Физические и химические мутагены широко используются в селекции сельскохозяйственных растений и полезных микроорганизмов с целью получения мутаций, служащих материалом для искусственного отбора.
Факторы, вызывающие мутации на генном уровне. В естественных условиях мутация появляется под влиянием факторов внешней и внутренней среды и обозначается термином "естественные (или спонтанные) мутации".
Причиной генных, или так называемых точечных, мутаций является замена одного азотистого основания в молекуле ДНК на другое, потеря, вставка, или перестановка азотистых оснований в молекуле ДНК. Отсюда следует - ген мутирующий у человека могут развиться патологические состояния, патогенез которого различен.
На факторы вызывающие мутации на генном уровне оказало соответствующее влияние окружающей среды (подагру, некоторые формы сахарного диабета). Подобные заболевания чаще проявляются при постоянном воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (нарушение режима питания и др.). Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические функции.
Генные мутации могут быть причиной нарушения транспорта различных соединений через клеточные мембраны. Они связаны с нарушением функций мембранных механизмов и с дефектами в некоторых системах.
Если мутация на генном уровне возникает при действии различных физических, химических, биологических факторов, то это называют мутагенезом.[3]
Похожие статьи
-
Общие закономерности мутагенеза - Мутация как экологическая проблема
Мутагенез - это процесс возникновения наследственных изменений -- мутаций, появляющихся естественно (спонтанно) или вызываемых (индуцируемых) различными...
-
Особенности действия физических мутагенов - Мутация как экологическая проблема
В настоящее время известно множество самых разнообразных мутагенов. Рассмотрим механизм действия некоторых из них. К физическим мутагенам относятся: все...
-
Типы мутаций - Мутация как экологическая проблема
По характеру изменения генетического аппарата (мутация) делят на геномные, хромосомные и генные, или точковые. Изменения признаков организма, вызываемые...
-
Схема действия экологического фактора - Экологический фактор
Воздействие экологических факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают более сильное влияние, другие действуют слабее; одни...
-
Основные загрязняющие компоненты воздуха закрытых помещений, их источники и роль в развитии патологий человека Качество воздушной среды определяется...
-
Общие сведения о химическом оружии - Экологические последствия применения химического оружия
Химическое оружие (ХО) - это отравляющие вещества и средства их применения. Отравляющими веществами (0В) называются токсичные химические соединения,...
-
Основные особенности экологических проблем России - Современные экологические проблемы РФ
Охарактеризуем основные кризисные направления развития экологической ситуации в России. Хозяйственная деятельность человека. Человечество является частью...
-
Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и...
-
Эволюция биосферы - Уровни организации живой материи. Экологические проблемы биосферы
Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам...
-
Почва - верхний слой суши, образующийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится....
-
Введение - Мутация как экологическая проблема
Мутации (от лат. mutatio -- перемена) -- это изменение генов и хромосом, фенотипически проявляющиеся в изменении свойств и признаков организмов. Впервые...
-
Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов, относящихся к разным классам...
-
Состояние окружающей среды и здоровье человека - Проблемы экологии биосферы
В настоящее время значительная часть болезней человека связаны с ухудшением экологической обстановки в нашей среде обитания: загрязнениями атмосферы,...
-
Среда обитания и экологический (лимитирующий) фактор - Предмет и задачи экологии
Среда - это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д. Среда каждого...
-
Закономерности действия экологических факторов - Экологический фактор
Понятие условий экология заменила понятием фактора. Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных климатических,...
-
Понятие экологических катастроф и сама проблема - Экологические катастрофы и их причины
Катастрофа -- происшествие, которое возникает в результате природной или техногенной чрезвычайной ситуации, и влечет за собой гибель людей или какие-либо...
-
Стойкость заражения - Экологические последствия применения химического оружия
Под стойкостью ОВ, с одной стороны, понимают продолжительность их нахождения на местности или в атмосфере как реальных материальных веществ, с другой...
-
В этой главе рассмотрим последствия негативного влияния человека на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу, почвы, растительный и животный мир....
-
Экологический аспект. Основные экологические проблемы землепользования - Охрана земельных ресурсов
Процессы и явления, снижающие почвенное плодородие, разрушающие земельные ресурсы страны условно можно поделить на 4 группы: 1. Природные процессы,...
-
Уровни организации живой материи - Уровни организации живой материи. Экологические проблемы биосферы
Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия. Это точно...
-
Неоднозначность действия факторов на разные функции - Экологический фактор
Закон неоднозначного действия фактора на разные функции, согласно которому каждый экологический фактор неодинаково влияет на разные функции организма;...
-
Типы загрязнений - Анализ экологических проблем
В настоящее время под загрязнением окружающей среды понимают нежелательные изменения физических, физико-химических и биологических характеристик воздуха,...
-
Проблемы экологической безопасности
Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду...
-
Экологические факторы - Экосистема и ее свойства
Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на...
-
Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), заложивший основы биогеографии. В книге "Идеи географии...
-
Экологические факторы среды и их классификация - Общая экология
Множество отдельных элементов среды обитания, влияющих на организмы хотя бы на одной из стадий индивидуального развития, называются Экологическими...
-
ЧТО ЖЕ МЫ ТВОРИМ?!, Химические загрязнения среды и здоровье человека - Экология как религия XXI века
Изменение среды обитания, происходящее в результате деятельности человека, оказывает на человеческие популяции воздействие, которое по большей части...
-
Химические ЭОФ - Экологические катострофы
Вследствие расширения предметов постоянного пользования, увеличения общих отходов промышленности, постоянно нарастающего загрязнения природы в результате...
-
Загрязнение почвы Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или...
-
Экологические проблемы литейного производства и пути их развития
Технологические процессы изготовления отливок характеризуются большим числом операций, при выполнении которых выделяются пыль, аэрозоли и газы. Пыль,...
-
Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами,...
-
Человек и радиация - Глобальные экологические проблемы современности
Радиация по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут "запустить" не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку...
-
Основные загрязняющие вещества. - Автотранспорт как экологическая проблема
Сажа - тонкий, высокодисперсный, однородный порошок углерода, химически инертен, вызывает раздражение, общие хронические заболевания, обладает...
-
Экологический проблема природопользование пестицид В Республике Беларусь объектами особого внимания со стороны государства являются проблемные регионы,...
-
Закон РБ № 1982-XІІ "Об охране окружающей среды" от 26 ноября 1992 г. определяет экологический аудит как независимую комплексную документированную...
-
Заключение - Анализ экологических проблем
Итак, для того, что бы существовать и развиваться, человечеству необходимо активно использовать все ресурсы Земли, будь то земельные угодия, леса,...
-
Особенность гражданско-правовой ответственности за ущерб, причиненный окружающей природной среде или природным ресурсам, заключается в том, что должны...
-
Некоторые исследователи придавали физическому окружению решающее значение в развитии личности. Известный социолог Питирим Сорокин в нескольких работах,...
-
Биологические, в том числе пищевые, ресурсы планеты обуславливают возможности жизни человека на Земле, а минеральные и энергетические служат основой...
-
ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ - Анализ экологических проблем
Многие законы природы до конца не познаны. Человек пока не научился адекватно реагировать на экологические проблемы. Однако дорогу осилит идущий. В 1997...
Особенности действия химических мутагенов - Мутация как экологическая проблема