Factorii biologici mutageneză
Pe lângă mutageni natura fizică și chimică, mediul, există factori biologici de mutageneză. Mutagenilor origine biologică includ virusuri, bacterii (Staphylococcus aureus), fungi, protozoare, helminți și produsele lor metabolice care acționează ca agenți mutageni chimici, vaccinuri, seruri, hormoni steroizi, malnutriție, varsta.
Viruși. Situația de fapt daune mutagene de viruși în timpul infectării celulelor au fost stabilite la sfârșitul anilor 30-e ale secolului XX. Mai târziu, a relevat faptul că pauzele cromozomiale pot induce virusul gripal, herpes, variola, varicela, rujeola, rubeola, encefalită, poliomielită și altele. Virusuri non-patogene sunt prezente în aproape toate celulele produc un flux de ADN străin, care acționează în mod constant pe celula gazdă. Este cunoscut faptul că ADN-ul străin mutagenic (proces de recombinare încalcă). În plus, viruși, precum și organismul gazdă sunt expuse la mediul mutageni, în special în celulele cu perturbat prin mecanisme de reparare, provocând astfel viruși noi rase cu mutagenic alterată. O relație semnificativă între epidemii anumite boli virale și dezvoltarea ulterioară a carcinomului nazo-faringiene.
Bacterii. Exemple de toxine bacteriene sunt toxina botulinica, streptolizina-O, toxina streptococului hemolitic, crește frecvența mutațiilor în culturi de fibroblaste embrionare umane.
Ciuperci. Exemple de micotoxine: aflatoxine - formate de fungi Aspergilla flavus, în creștere pe nuci, mirodenii și cereale, este carcinogen și hepatotoxin; Patulina - sintetizat ciuperci Penicillium expansum, care cresc in fructe mature, semințe, nuci, găsite în fructe stricate și sucuri, are un hepato, nefrotoxic și efecte cancerigene.
umane intestinale helminți paraziți secreta produse mutagene ale metabolismului lor. metabolitii paraziți distruge telomerii de cromozomi, încalcă procesul de crossover.
În ultimii ani, ea a constatat că vaccinarea oamenilor și utilizarea de seruri terapeutice poate duce, de asemenea, la niveluri crescute de aberații cromozomiale.
S-au dovedit efectul mutagen al stresului imunologic pentru grefa de piele de transplant și respingere (datorită incompatibilității tisulare) la șoareci.
Vârsta. Mai în vârstă vârsta, cu atât mai mare probabilitatea de apariție a bolilor ereditare, mutații somatice și funcția anormală a oricărui organ. De exemplu, sindromul Down este de 14 ori mai frecvent la copiii mamelor care nasc după 40 de ani, cancerul de san este mai frecvent la femei nulipare.
Creșterea nivelului de mediu mutagenicitate încurajează căutarea factorilor de protecție a genomului și asigurarea securității umane genetice.
Pentru a oferi homeostaziei genetice în natură, există un sistem puternic antimutatsionnyh bariere la nivel molecular, subcelular, celular și organisme:
1. Prezența celor două componente ale moleculei de ADN - modificările care apar într-un singur fir, poate fi redusă datorită existenței a doua catenă de ADN nemodificat. Procesul de refacere a moleculelor de ADN deteriorate numite reparație. Este de mai multe tipuri (doreplekativnaya, postreplekativnaya, SOS-reparare).
2. Similaritatea aminoacizilor în conformitate cu acțiunea funcțională - ca rezultat al mutației, un aminoacid este substituit cu un altul având un efect funcțional similar și, prin urmare, proprietățile și funcția proteinei nu sa schimbat.
3. degenerării codului genetic - datorită faptului că există Tripleti 64 și 20 aminoacizi, același aminoacid poate corespunde mai multor tripleți (6). De aceea, în multe cazuri, înlocuirea unei nucleotide pentru încă conduce la formarea de triplet-sinonim.
4. Gene Dublarea - multe gene in celula sunt duplicate de la 100 până la 1.000.000 de ori (copii ale genei).
5. Asocierea de cromozomi în celulele somatice diploide eucariotelor - Datorită acestei mutații recesive nu apar.
6. Prelevarea de probe - se întâmplă la toate nivelurile: molecular, celular, de organism (moartea embrionului, nasterea unui copil mort, moartea in copilarie, infertilitate) și are ca scop protejarea populației de la degenerare. Datorită acestei specii există pentru o lungă perioadă de timp.
antimutagene de aplicare. Primele lucrări care demonstrează posibilitatea de a reduce daunele mutagen la genomul sunt anilor '50 ai secolului al 20-lea. Substanțele care reduc nivelul mutațiilor induse sunt numite anti-mutagenic. În prezent, mai mult de 300 antimutagene naturali și sintetici cunoscuți aminoacizi (histidina, metionina), vitamine (tocoferol, caroten, retinol, acid ascorbic), enzime (oxidaza, catalaza), interferon. Conform mecanismului lor de acțiune pot fi împărțite în 4 grupe:
1. Desmutageny - o substanță inactivare mutageni sau avertizare formarea lor în reacțiile chimice in vivo. Astfel de agenți sunt acidul ascorbic, glutation, vitamina E, un număr de fenoli naturali și sintetici. acidul humic este capabil să adsoarbă Benzopirina, 3-aminoantracen. Desmutagenov posedă multe proprietăți sucuri de legume (varză, ridiche, țelină) care conțin proteine de căldură special stabile și termolabile care acționează ca enzime antioxidante. Mutagenilor pot forma complexe inactive cu fibrele dietetice, care constituie carbohidrații complexe de două tipuri - solubile în apă și insolubile în apă. Prima prezentă în legume, fructe, unele cereale (ovăz). Ele inhibă carcinogeneza în intestin cauzate de carcinogeni alimentar prin deplasarea metabolismului intestinal spre detoxifiere. In contrast, fibre dietetice insolubile, prezente în grâu, orez, nu este metabolizat de enzimele din flora intestinală și acționează prin intermediul altor mecanisme, în special prin retenție de apă, „diluarea“ carcinogene și reducând astfel incidența cancerului de colon. Fibrele dietetice pentru a reduce incidența cancerului de sân la animale și la om. Astfel, utilizarea cerealelor, fructelor poate preveni apariția tumorilor la om.
2. Antimetaboliți - substanțe care afectează metabolismul și transportul mutageni. Unele substanțe reduc efectele mutageni directe sau slăbi efectul lor dăunător. De exemplu, seleniu, care inhibă metabolismul Benzopirina, în același timp, reduce efectele sale mutagene.
3. Reparogeny - substanțe care influențează procesele de replicare a ADN-ului și reparații. interferoni nativ recombinant și stimulează repararea ADN-ului si de a proteja structura genetică a celulelor umane cultivate din radiații și mutageneză chimică. Reparagenami sunt acid para-aminobenzoic (un precursor al vitaminei B) mexamine activare ligases sinteza (enzime implicate in repararea excizie), interferoni, clorura de cobalt, și altele. Pentru un cobalt bivalent într-o cantitate mare conținută în placenta oamenilor și a mamiferelor cauzează antimutagenica ridicată Activitatea placentă extracte.
4. Antioxidantii - substanțe cu activitate antioxidantă. În centrul majorității acțiunii dăunătoare a mutageni sunt mecanisme de radicali liberi. Acest lucru permite o căutare direcționată de remedii farmacologice structuri genetice. Cele mai bine studiate componentele naturale de protectie antioxidante: glutation, acid ascorbic, tocoferol, vitamina A, vitamina C este capabil sa intercepteze anion radicalul superoxid în celulele din faza apoasă. „Capcana“ radicalii liberi sunt vitamina E (aplicarea ei la șoareci crește speranța de viață), grup compus de vitamina A și precursorii săi - carotenoide. Majoritatea antioxidanti se gasesc in fructe si legume, consumul acestora reduce semnificativ riscul de deteriorare a aparatului genetic al celulei.
Măsuri de prevenire a poluării mediului înconjurător și pentru asigurarea securității genetice mutagene ar trebui să includă:
· Controlul mutageni în mediu, cu o estimare a gradului de sisteme de testare a mutagenicității folosind. Deoarece acestea din urmă mai probabil de a utiliza procariote, ciuperci, muște, culturi de celule Drosophila de plante, animale sau oameni. Utilizarea de mamifere, cum ar fi șoareci, nu este rațional din cauza volumului mare și costuri ridicate și de experimentare. Testele folosind microorganisme difera de lățime de bandă mare și sensibilitate la influențele mutagene. Cu toate acestea, principala problemă în aplicarea acestor teste este o extrapolare a rezultatelor la animalele superioare și om.
· Controlul alimentelor și medicamentelor, limitarea producției de substanțe cu efecte mutagene;
· Monitorizarea conformității cu siguranța genetică a plantelor potențial periculoase: nucleare, chimice și microbiologice, industriile științifice și instalații industriale de natură biotehnologică,
· Controlul politicii populației,
· Populații de monitorizare genetice
· Dezvoltarea sistemului de consiliere genetică. Un bărbat ar trebui să știe propria origine și predispoziție la boli ereditare, să evite mutageni. Din punct de vedere al medicinei, este imperios necesar ca fiecare persoană care a avut un pașaport genetic (grupa de sange, boli ereditare, etc. ..), Cu el trebuie să fie conștient de medicul său curant.