Мутагены - химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения. Узнайте о классификации мутагенов и их механизме воздействия. Читайте на NOCFN.
Cодержание
Мутагены (от лат. mutatio — изменение и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Искусственные мутации впервые были получены в 1925 году Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия, а в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) была открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.
Классификация
Мутагены могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма, и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:
Физические мутагены
Физические мутагены включают различные формы излучения, такие как радиация и рентгеновские лучи.
Химические мутагены
Химические мутагены являются самыми распространенными в группе. К ним относятся следующие группы соединений:
- Алкилирующие агенты, такие как эпоксиды и галогены.
- Базоаналоги, такие как 5-бромурацил.
- Интеркалирующие агенты, такие как акридин.
- Агенты, индуцирующие добавление или удаление нуклеотидов, такие как азиды и нитрозамины.
К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов, чьи нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) являются мутагенным фактором.
Биологические мутагены
Биологические мутагены также могут вызывать изменения в структуре генов и хромосом.
Механизм воздействия химических мутагенов
Механизм воздействия химических мутагенов основывается на образовании с нуклеиновыми основаниями так называемых ДНК-аддуктов. Чем больше таких ДНК-аддуктов образуется в молекуле, тем сильнее изменяется нативная структура ДНК, что приводит к невозможности правильного протекания процессов биосинтеза белка (транскрипцию и репликацию) и тем самым порождает экспрессию мутантных белков. Практически все химические мутагены являются источниками злокачественных опухолей (обладают канцерогенностью), однако не все канцерогены проявляют мутагенные свойства.
Рассмотрим механизм воздействия одного из мутагенов — эпоксида бензола.
Сам по себе бензол не обладает мутагенной активностью, т.е. является промутагеном. Однако в результате биологического окисления и биотрансформации в клетках печени, почек и особенно в миелоидной ткани красного костного мозга он приобретает мутагенные свойства. Попадая в гепатоцит, бензол немедленно гидроксилируется микросомальной системой окисления, катализируемой группой ферментов семейства цитохрома P450 до эпоксида. Эпоксид бензола обладает высокой реакционной способностью и способен алкилировать молекулы ДНК, что приводит к генетическим мутациям. Кроме того, эпоксид бензола обладает канцерогенной активностью, особенно в клетках миелоидной ткани организма.
См. также
Обращение с канцерогенами и мутагенами в рабочей среде
Обращение с канцерогенами и мутагенами в рабочей среде регулируется постановлением № 308 от 15.12.2005 правительства Республики «Требования по гигиене и безопасности труда при обращении с канцерогенными и мутагенными химикатами».
Информацию о потенциальной канцерогенности опасного химиката можно получить из его паспорта безопасности. Например, в разделе 2 паспорта безопасности неэтилированного моторного бензина указано: «Carc. 1B, H350. Может вызывать рак». Из маркировки следует, что это канцерогенный химикат.
Что нам скажет Википедия?
Что может быть Мутагеном? Мутагены являются химическими и физическими факторами, которые вызывают наследственные изменения, известные как мутации. Они могут быть различными по происхождению, включая эндогенные (образующиеся в процессе жизнедеятельности организма) и экзогенные (все прочие факторы, включая условия окружающей среды).
Мутагены классифицируются по природе возникновения на физические, химические и биологические. Физические мутагены являются одной из категорий и включают различные формы излучения, такие как радиация и рентгеновские лучи.
Химические мутагены являются самыми распространенными. Они могут быть представлены различными группами соединений, включая вирусы, чьи нуклеиновые кислоты могут являться мутагенным фактором. Биологические мутагены также могут вызывать изменения в структуре генов и хромосом.
Механизм воздействия химических мутагенов основывается на образовании ДНК-аддуктов с нуклеиновыми основаниями. Чем больше таких аддуктов образуется в молекуле ДНК, тем сильнее изменяется ее структура, что приводит к нарушению процессов транскрипции и репликации ДНК. Практически все химические мутагены обладают канцерогенными свойствами, хотя не все канцерогены проявляют мутагенные эффекты.
Один из примеров мутагена - эпоксид бензола. Изначально бензол не обладает мутагенной активностью, но после биологического окисления и биотрансформации в клетках организма он становится мутагенным. Эпоксид бензола обладает высокой реакционной способностью и способен алкилировать молекулы ДНК, что приводит к генетическим мутациям. Кроме того, эпоксид бензола обладает канцерогенной активностью, особенно в клетках миелоидной ткани организма.
