Презентация на тему "Мутагенные факторы. Проблемы охраны окружающей среды"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Мутагенные факторы. Проблемы охраны окружающей среды

• 
  Слайд 2
  

  Любые мутации могут возникнуть спонтанно или быть индуцированными. Спонтанные мутации появляются под влиянием неизвестных природных факторов и приводят к ошибкам при репликации ДНК. Индуцированныемутации возникают под воздействием специальных направленных факторов, повышающих мутационный процесс. Мутагенным действием обладают факторы физической, химической и биологической природы.

• 
  Слайд 3
  

  Физические мутации Среди физических мутагенов наиболее сильное мутантное действие оказывает ионизирующая радиация – рентгеновские лучи, α-, β-, γ-лучи. Обладая большой проникающей способностью, при действии на организм они вызывают образование свободных радикалов ОН из воды, находящейся в тканях. Эти радикалы обладают высокой реакционной способностью. Они могут расщеплять нуклеиновые кислоты и другие органические вещества.

• 
  Слайд 4
  

  Первые физические мутагены, открытые учеными,- это разные виды излучений. Еще в 1925 г. российские генетики Г.А.Надсон и Г.С.Филиппов показали, что при облучении дрожжей лучами радия возникают разнообразные новые формы. Но генетические особенности дрожжей тогда были исследованы слабо и было трудно доказать, что под действием излучения возникают наследуемые мутации. Однако уже в 1927 г. Г.Меллер показал на  дрозофилах , хорошо изученной к тому времени генетиками, что под действием рентгеновских лучей у дрозофил возникают мутации. Один из методов, которым было доказано возникновение летальных мутаций в Х-хромосомах, состоял в следующем. Рентгеновскими лучами облучали половозрелых самцов дрозофил. От этого у части облученных самцов в гаметах в единственной Х- хромосоме возникали летальные мутации. (Конечно, мутации возникали и в аутосомах, но там их было труднее выявить: если в каком-то аллеле возникала мутация, в гомологичной хромосоме был нормальный аллель, который маскировал эту мутацию). Тогда дочери от скрещивания облученных самцов с нормальными самками получали дефектную Х-хромосому. Они были гетерозиготны по летальному аллелю и сами не погибали; однако при скрещивании этих самок с самцами "дикого" типа половина рожденных самцов погибала. И тогда отношение числа самок к числу самцов в потомстве от этого скрещивания было 2:1, а не 1:1 как обычно.

• 
  Слайд 5
  

  - Химические мутагены должны обладать следующими качествами:• высокой проникающей способностью;• свойством изменять коллоидное состояние хромосом;• определенным действием на состояние хромосомы или гена. К химическим веществам, вызывающим мутации, можно отнести органические и неорганические вещества, такие, как кислоты, щелочи, перекиси, соли металлов, формальдегид, пестициды, дефолианты, гербициды, колхицин и др.

• 
  Слайд 6
  

  Кроме мутагенов физической и химической природы, в окружающей среде имеются биологические факторымутагенеза. Вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита, гепатита, краснухи и др. способны вызывать разрывы хромосом. Вирусы могут усиливатьтемпы мутации клеток хозяина за счет подавления активности репарационных систем. Есть данные о возрастании числа хромосомных перестроек в клетках человека после пандемий, вызванных вирулентными вирусами. Возникновение мутаций приводит к различным патологиям.

• 
  Слайд 7
  

  И все же какие действующие и потенциальные мутагены химической природы известны? Как решается задача инвентаризации потенциально мутагенных химических соединений, присутствующих в биосфере и вводимых в нее?

• 
  Слайд 8
  

  Химические мутагены можно разделить на три группы в соответствии с их происхождением. Это органические и неорганические соединения натуральные (например, окислы азота, нитриты, нитраты, радиоактивные соединения, алкалоиды), продукты переработки природных соединений (такие, как полициклические ароматические углеводороды, соли тяжелых металлов, хлорпрен, этилен-имин, четыреххлористый углерод), наконец, химические соединения, не имевшиеся в природе (в частности, пестициды, некоторые лекарственные средства).

• 
  Слайд 9
  

  Источники загрязнения окружающей среды химическими соединениями достаточно известны в промышленности и на автотранспорте, в сельском хозяйстве и других отраслях, но для скрининга мутагенных соединений необходимо иметь информацию о самих веществах — их физических и химических свойствах, производстве, масштабах использования, о наличии национальных и международных стандартов. Поэтому и создаются в ряде стран регистры, позволяющие дать первую и наиболее общую характеристику химическому соединению, хотя сопоставимых и надежных данных, касающихся именно потенциально токсических веществ, по сути дела, до сих пор не имеется в требуемом объеме. Восполнить этот пробел призван Международный регистр потенциально токсичных химических веществ ЮНЕП (МРПТХВ), деятельность дирекции которого прошла уже начальный, организационный этап и расширяется с 1980 года. С декабря 1977 года этот центр ЮНЕП выпускает «Бюллетень МРПТХВ» (периодичность — два выпуска в год).

• 
  Слайд 10
  

  Примером одного из таких слабых мутагенов является кофеин, ставший ныне распространенным элементом окружающей среды. Большая часть его поступает не с лекарственными препаратами, а с чаем, кофе, тонизирующими напитками. И при ежедневном употреблении кофе или чая (а тем более и того и другого), в организме человека постоянно поддерживается определенная концентрация кофеина (скорость его деградации — 15 процентов в час), возрастающая обычно в определенные часы дня.

• 
  Слайд 11
  

  Являясь неотъемлемым свойством всех живыхорганизмов, мутационный процесс, в том числе и у человека, может оказывать на жизнеспособность носителей вновь возникающих мутаций влияние как едва заметное, так и катастрофическое. Опасное влияние некоторых физических факторов и химических соединений на частоту мутаций у человека, стало восприниматься в полной мере лишь по прошествии весьма продолжительного периода времени с момента открытия радиационного и химического мутагенеза.

• 
  Слайд 12
  

  Образование мутагенов (полициклических ароматических углеводородов, нитрозаминов, гетероциклических аминов) неизбежно происходит в результате кулинарной обработки говядины, свинины, рыбы и птицы при температуре, превышающей 150 °С. Результаты, свидетельствующие о таких последствиях термической обработки пищевого сырья, были получены не только в модельных экспериментах, но и при непосредственном тестировании готовых блюд. В частности, положительный результат теста на мутагенность (как на микробиологических объектах, так и у животных) был получен для разных образцов так называемой «быстрой» пищи, которую готовят обычно при температуре 230 °С.

• 
  Слайд 13
  

  Генотоксическое воздействие производственных загрязнителей на организм человека было продемонстрировано результатами множества независимых исследований, обобщенных в 1992 г. Н.П. Бочковым и ЛЛ. Катосовой. Значительное количество промышленных производств являются источниками мутагенов, активно воздействующих на людей, непосредственно в них занятых. Это — переработка каменного угля и нефтепродуктов, добыча и газификация бурого угля, используемая во многих отраслях электросварка, производство резины, древесно-стружечных плит, стирола, винилхлорида, цитостатиков, биостимуляторов, а также поставленное на промышленную основу производство свинины и кормов для крупного рогатого скота.

• 
  Слайд 14
  

  Таким образом, существует множество соединений, с которыми неизбежно приходится контактировать человеку, и которые потенциально опасны для его здоровья и наследственности. Однако заключение о реальной мутагенной активности каждого из них и, как следствие, предупреждение нежелательного контакта может быть сделано только на основании результатов специальных комплексных исследований. Еще в 50-х гг. XX века А. Новик и Л. Сцилард показали, что пуриновые рибонуклеозиды вызывают снижение уровня спонтанного и индуцированного мутационногопроцесса у Е. coli. Так был открыт новый класс соединений - антимутагены. Классификация их представляет не менее сложную задачу, чем классификация мутаций.

• 
  Слайд 15
  

  Еще одна классификация атимутагенов базировалась на предполагаемых механизмах их действия. Так, группа внеклеточных антимугагенов состоит из трех подгрупп:

  1) ингибиторы поглощения мутагенов и их предшественников (препятствуют проникновению в организм или ускоряют выведение из организма мутагенов), например, жирные кислоты, ароматические аминокислоты и др.; 2) ингибиторы эндогенногоформирования мутагенов (предотвращают/тормозят реакции нитрозирования или изменяют внутрикишечную флору), например, токоферолы, фенолы, аскорбиновая кислота, ферментированные молочные продукты; 3) дезактиваторы мутагенов (в результате физических и/или химических реакций), например, вещества, поддерживающие определенный уровень рН в жидкостях тела, а также тиолы, антиоксиданты.

• 
  Слайд 16
  

  Внутриклеточные ингибиторы мутагенеза также представлены тремя подгруппами:  1) модуляторы метаболизма (ускоряют переход мутагенов в клетки, не являющиеся мишенями, индуцируют механизмы детоксикации), например, тиолы и фенолы;  2) инактиваторы реакционно-способных молекул (взаимодействуют с электрофилами, улавливают кислородные радикалы, защищают нуклеофильные участки ДНК);  3) модуляторы репликации и репарации ДНК (увеличивают точность репликации, повышают эффективность репарации, ингибируют ошибки репарации), например, хлорид кобальта, арсенит натрия, кумарин, ванилин, тиолы, ингибиторы протеаз.

• 
  Слайд 17
  

  Комутагенное действие (усиление повреждающего влияния генотоксических соединений) способны оказывать in vitro и другие витамины, в том числе В2 и Е. Результат зависит от дозы антимутагена, применяемой тест-системы и метода учета наблюдаемого эффекта. И, наконец, вследствие высоко специфичного действия антимутагенов по отношению к органам-мишеням, не исключена возможность защиты генетических структур в клетках одних тканей с одновременным потенцированием мутагенного эффекта в других, чему есть косвенные подтверждения