Мутагены являются химическими и физическими факторами, вызывающими наследственные изменения и мутации в генетическом материале организма. Узнайте, что означает мутагенный, какие факторы вызывают мутации и как они классифицируются. Откройте механизмы действия химических мутагенов и их связь с развитием раковых опухол. Разберитесь, как защитить организм от воздействия мутагенов. - NOCFN
Мутагены (от лат. mutatio — изменение и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.
Классификация
Мутагенами 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 представляют собой различные виды излучений, такие как радиоактивное излучение и рентгеновские лучи. Эти факторы могут вызывать изменения в ДНК организма и приводить к мутациям.
Химические мутагены
Химические мутагены являются самыми распространенными и известными. Они представлены различными группами химических соединений, которые могут вызывать мутации. К химическим мутагенам относятся, например, некоторые вещества, такие как иод, а также определенные вирусы.
Биологические мутагены
Биологические мутагены представляют собой биологические агенты, которые могут вызывать мутации в генетическом материале организма. Они могут быть как эндогенными (образующимися в организме), так и экзогенными (внешними) факторами.
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.
Активные формы кислорода
Одним из самых распространенных мутагенных факторов являются активные формы кислорода (АФК). Они образуются в ходе обычных химических реакций в организме человека. Активные формы кислорода могут разрушать мембраны клеток, вызывать разрывы в цепи ДНК и способствовать мутациям. Антиоксиданты, такие как витамин Е, могут защищать организм от активных форм кислорода и предотвращать мутации. Однако, следует учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как чрезмерное потребление антиоксидантов может быть вредным.
Афлатоксины
Афлатоксины являются группой канцерогенных веществ, вырабатываемых некоторыми видами плесени. Они могут образовываться на продуктах питания, таких как земля, опавшие листья, заплесневевшая крупа. При неправильном хранении и условиях, плесневые грибы могут вырабатывать афлатоксины, которые являются мутагенами и могут вызывать раковые опухоли.
См. также
Заключение
Мутагены являются химическими и физическими факторами, вызывающими наследственные изменения и мутации в генетическом материале организма. Они могут быть эндогенными или экзогенными, физическими, химическими или биологическими в природе. Мутагены играют важную роль в развитии раковых опухол и других заболеваний. Понимание механизмов и классификации мутагенов важно для разработки стратегий предотвращения и защиты организма от их воздействия.
