причины мутаций
Способность мутировать универсальное свойство всех форм жизни от вирусов и микроорганизмов до высших растений, животных и человека; она лежит в основе наследственной изменчивости в живой природе. Мутации - это внезапные скачкообразные стойкие изменения в структуре генотипа. В данной статье вы узнаете какие причины возникновения мутаций.
причины мутаций
Долгое время причины мутаций оставались невыясненными. Только 1927 американский генетик Г.Дж. Меллер, облучая рентгеновскими лучами дрозофил, вызвал у них разнообразные мутации.
Факторы, способные вызывать увеличение частоты мутаций, называют мутагенными. Мутации, вызванные мутагенными факторами, называют индуцированными.
Виды мутагенов:
- физические (радиация, электромагнитное излучение, давление, температура и т.д.)
- Химические (цитостатики, спирты, ф енолы и т.д.)
- Биологические (бактерии и вирусы)
физические мутагены
К физическим мутагенов относят:
- все виды ионизирующего излучения (гамма и рентгеновские лучи, электроны, позитроны, протоны, нейтроны),
- ультрафиолетовое излучение,
- высокую и низкую температуру.
Наиболее опасным является ионизирующее излучение (ионизирующая радиация). Все виды ионизирующего излучения обладают высокой проницаемостью и характеризуются биологическим действием. Проникая через ткани человеческого организма, они передают свою энергию атомам этих тканей, вызывая их возбуждение и ионизацию. Особенно чувствительными являются пролиферирующие ткани - лимфоидные и кроветворные.
Ионизирующее излучение действует на все компоненты клетки, но особенно уязвимыми являются хромосомы ядра. В молекулах ДНК возникают разрывы, появляются хромосомные аберрации, точечные мутации.
Индукция мутаций происходит при действии любых доз, а с увеличением дозы пропорционально растет число мутаций. Генетический эффект малых доз суммируется. Любое применение ионизирующего излучения нуждается в соблюдении правил радиационной безопасности и противолучевых защиты пациентов и медперсонала.
Ультрафиолетовые лучи не вызывают ионизации, а лишь возбуждают электронные оболочки атомов, что увеличивает их реакционную способность и может привести к мутациям. Наибольшую мутагенное активность имеют УФ-лучи с длиной волны около 260 нм, поскольку ДНК поглощает как раз эту часть спектра. Ультрафиолетовые лучи являются причиной генных мутаций и реже -хромосомних.
Повышенная температура может увеличить частоту генных, а рост ее к верхней границе выносливости организмов, и хромосомных мутаций.
химические мутагены
Химические мутагены были открыты позже физические. Значительный вклад в их изучение сделала украинская генетическая школа, возглавляемая академиком С.М. Гершензоном. Исследователи ежегодно открывают новые химические мутагены (в частности, акридина красители, азотистой кислоты, водород пероксид, формальдегид (формальдегид), некоторые лекарственные препараты и т.д.).
Алкалоид колхицин- исключает образование веретена деления, вызывает удвоение числа хромосомных наборов в клетке.
Газ иприт (или горчичный газ), который использовали как химическое оружие, повышает частоту мутаций у подопытных мышей в 90 раз. Действие незначительных концентраций этого газа на самцов дрозофилы значительно повышает частоту летальных мутаций в Х-хромосоме (до более 7%).
Нитритная кислота способна вызывать генные мутации, связанные с изменением пар нуклеотидов, например ГЦ - в АО, АО - на ЦГ.
Химическими мутагенами, в частности, являются наркотические вещества, опасное влияние которых проявляется не только у человека, их употребляет. Мутации, вызванные наркотиками, могут передаваться потомкам и вызвать у них различные наследственные заболевания и пороки.
К химических мутагенов относят различные химические вещества, которые используются в сельском хозяйстве как гербициды (гидразид малеиновой кислоты), пестициды (ДДТ), медицине как лекарственные препараты (цитостатические и антимитотическое средства), промышленности (бензол, тяжелые металлы: кадмий, ртуть, свинец, никель) в том числе пищевой (пищевые добавки), в быту (лаки, краски).
С целью профилактики мутагенеза каждая химическое соединение, которую предполагается применять, испытывается на мутагенность.
биологические мутагены
К биологическим мутагенов относятся вирусы и токсины, которые производят некоторые бактерии.
В пораженных вирусами клетках мутации происходят значительно чаще, чем у здоровых. Высвобождение вирусной ДНК и образования вирусной частицы, затем заражает другие клетки, может сопровождаться захватом части ДНК хозяина. Таким образом вирусы способны переносить генетическую информацию между различными особями одного или разных видов (горизонтальное перенос генов). Этот процесс имеет важное значение в эволюции прокариот.
Если вы знаете больше информации о факторах, вызывающих возникновение мутаций, пишите в комментариях.
Автор: Alina В рубрике: генетика