Чтобы оценить давление
мутаций на популяции человека, необходимо выяснить ряд особенностей о влиянии
на ДНК химических и физических мутагенов как в отношении зародышевых клеток,
так и для соматических клеток человека. Ряд закономерностей выяснен на экспериментальных
животных, растениях и микроорганизмах, на культурах клеток человека и других
млекопитающих. Эти закономерности в основе имеют общий характер для всех организмов.
Однако результаты этих экспериментов в качественном и количественном отношении
невозможно прямо экстраполировать на человека.
Для общей радиочувствительности целых организмов большую роль играют их эволюционные
особенности. Для человека смертельная доза облучения равна 6 Гр, для мыши
— 9 Гр, для амебы — 100 Гр, для ряда бактерий — до нескольких
сот тысяч.
Разные виды ионизирующих излучений обладают разной генетической эффективностью.
Если принять генетическую эффективность гамма-излучений за единицу, то рентгеновское
излучение в той же дозе в среднем эффективнее в 2 раза, медленные нейтроны
— в 5 раз, альфа-частицы и быстрые нейтроны — в 10 раз.
Особой эффективностью обладают радионуклиды при проникновении их в клетку.
Радиация вызывает весь спектр генных и хромосомных мутаций. Среди мутаций,
возникающих в соматических клетках, имеются те, которые вызывают канцерогенез.
Мутации, возникая в зародышевых клетках, при размножении особей могут передаваться
следующим поколениям. При возникновении в соматической клетке все ее потомки
будут обладать мутацией.
![]() |
Фундаментальным принципом
радиационной генетики, установленным при действии ионизирующих излучений,
служит линейная зависимость от дозы облучения при индукции генных мутаций.
Показано, что число сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций,
возникающих у дрозофилы,
изменяется в линейной зависимости при разных дозах облучения рентгеновским
излучением. Существенно, что линейная зависимость числа мутаций от дозы
сохраняется при малых дозах облучения. Более сложная зависимость от дозы облучения установлена для хромосомных аберраций. При высоких дозах происходит спад числа мутаций. |
Одновременно изучена
зависимость появления всех основных типов мутаций при разных дозах рентгеновского
излучения (рис. 13). Наиболее часто возникают перестройки хромосом. Затем,
с убывающей частотой — летальные рецессивные связанные с полом мутации.
С меньшей частотой — они же без наличия хромосомных перестроек. Наиболее
мала вероятность случайного совпадения двух летальных мутаций в хромосоме.
Огромное значение имеет мутагенез, индуцированный химическими веществами.
Количество токсических веществ, антропогенно введенных в окружающую среду,
по современным данным, превышает 182 000.
В отношении структурной изменчивости хромосом химический мутагенез, хотя и
имеет общие черты, но при этом отличается своеобразием сравнительно с радиационным
мутагенезом.
Химические мутагены, а также радиационное воздействие наряду с генными мутациями
индуцируют анеуплоиды и полиплоиды.
Ряд веществ, специфически активных в отношении веретена деления и мембран
клетки, приводят к анеуплоидии (бензоданзипины, гормональные и другие канцерогены,
органические соединения ртути и другие).
![]() |
ФЕНИЛАЛАНИН,
ароматическая аминокислота. В организмах присутствует в свободном
виде и в составе белков; превращается в аминокислоту тирозин.
Незаменимая аминокислота. Врожденное нарушение обмена фенилаланина
в организме человека (фенилкетонурия) приводит к умственной отсталости.
|
![]() |
ТИРОЗИН,
ароматическая аминокислота. Входит в состав многих белков и пептидов
(казеин, инсулин и др.); в организме животных и человека — исходное
вещество для синтеза гормонов щитовидной железы, адреналина и др.,
в некоторых растениях — для синтеза алкалоидов (морфин, кодеин). Наследственные
нарушения обмена тирозина
в организме человека приводят к тяжелому заболеванию (род слабоумия). |
Заметные сдвиги
в количестве мутаций может дать взаимодействие мутагенов. Так, при действии
аминопурина, как и при действии NaNO2, дозой в 25 и
50 мг/кг отдельная обработка каждым мутагеном неэффективна, при этих дозах
проявляется наличие порога для обоих мутагенов. При 100 мг/кг оба мутагена
слабо эффективны. Однако другая картина обнаруживается при взаимодействии
мутагенов. Две первые допороговые дозы, данные одновременно, обеспечивают
появление мутаций. При обеих дозах в 100 мг/кг число мутаций резко возрастает.
Температурные условия оказывают влияние на мутагенез, вызванный действием
химических мутагенов.
При обработке клеток радиацией и химическими мутагенами с веществами, имеющими
защитное значение, число мутаций резко Уменьшается. В отношении действия радиации
такие вещества получили название радиопротекторов. К радиопротекторам относятся
в первую очередь серосодержащие вещества, а именно сульфгидрильные соединения,
аминотиолы. Кроме того, радиопротекторами являются амины, соли синильной кислоты,
гормоны, некоторые метаболиты.
Факторы, введенные в организм и изменяющие в нем метаболизм веществ в том
смысле, что они приводят к понижению числа мутаций называют десмутагенами.
Такими свойствами обладают водные экстракты ряда растений — лопух, зеленый
перец, капуста и другие.
В последние годы человечеству грозит появление нового могущественного мутагенного
фактора. Речь идет о коротковолновом ультрафиолетовом излучении. Все прошлое
существование жизни на Земле происходило под защитным покровом озонового слоя,
расположенного в верхних слоях атмосферы. В последнее десятилетие зафиксирован
самый высокий уровень химических веществ в атмосфере, которые разрушают озоновый
слой.