Мутагены -- физические и химические факторы воздействие которых на живые организмы вызывает изменения наследственных свойств (генотипа). Мутагены разделяются на: физические (рентгеновские и гамма-лучи. радионуклиды, протоны, нейтроны и пр.), физико-химические (волокна, асбест), химические (пестициды, минеральные удобрения, тяжелые металлы и др.). биологические (некоторые вирусы, бактерии).

За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях. Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих, какое количество мутаций накоплено человечеством.

На данный момент известно около 2 тысяч генетических дефектов, затрагивающих только часть общего числа локусов в геноме, а так как считается, что за поколение естест-венно возникает немногим более одной генной мутации (в геноме), частота их в среднем мала (на ло-кус за поколение) и не может угрожать существованию популяций, При этом примерно четверть общего объема мутаций обусловлена энергией естественного фона ра-диации. Вместе с тем генные мутации, обусловливающие небольшие биохимические аномалии в организме, воз-можно, более часты.

Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству, причем мутации в неполовых (соматических) клетках, как правило, могут вызывать рост злокачественных новообразований (спонтанный рак). Расчеты показывают (Н. Дубинин, 1958), что удвоение частоты мутаций настолько увеличивает объем генетического груза, что это может стать опасным для существования популяций.

Существует выход из такого кризисного состояния -- это путь эволюционных изменений, однако приспособление к мутагенам в процессе отбора требует от популяции огромного числа генетических жертв и времени. В особенности видам, представленным сравнитель-но малым числом особей, с медленной сменяемостью поколений, труднее было бы приспособиться к высокому мутагенному фону среды,

Больше шансов на выход из генетического кризиса, обусловленного ростом мутагенных загрязнений (повышением темпа мутаций), имеют биологические виды с высокой численностью особей, с быстрой сменяемостью поколений, например микроорганизмы, Хорошо известно явление резистентности их к широко распространенным антибиотикам, сульфаниламидным препаратам, так же как и появление устойчивых к пестицидам рас бактерий, грибов, насекомых.

Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не «переработанные» эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. И если поражение зародышевых клеток может привести к росту числа носителей мутантных генов и хромосом, то при повреждении генов соматических клеток возможно возрастание числа раковых заболеваний. Более того, существует глубокая связь различных на первый взгляд биологических эффектов.

Например, мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений. Возможно и влияние на функционирование генов, что может быть причиной, например, тератологических отклонений (уродств), наконец, вероятны поражения ферментных систем, что изменяет различные физиологические особенности организма, вплоть до деятельности нервной системы, а, следовательно, сказывается и на психике. Генетическая адаптация популяций человека к возрастающему загрязнению биосферы мутагенными факторами принципиально невозможна.

В отличие от грубых хромосомных повреждений наследственного материала точковые генные мутации, обладающие способностью накапливаться в поколениях, представляют основную трудность для обнаружения в популяциях. Выявление их важно именно потому, что такие мутации будут в значительной мере ответственны за проявления генетического груза в ближайших поколениях.

Определенные перспективы прямой регистрации генных точковых мутаций создает возможность слежения за изменениями в строении редких и мономорфных белков (Н. Дубинин, Ю. Алтухов, 1975). Как показано Ю. Алтуховым, спонтанные мутации приводят к изменению таких белков, и метод улавливает скрытые (в гетерозиготе) вновь возникшие мутации у особей. А это необходимо как для выявления новых мутаций, вызванных загрязнением окружающей среды, так и для оценки изменений темпов мутирования, объема генетического груза, а тем самым и генетических последствий.

Прежде всего необходимо оценить мутагенность различных загрязнений на высокочувствительных биологических тест-системах, в том числе и тех, которые могут поступить в биосферу, и если риск для человека доказан, то принимать меры для борьбы с ними.

Формируется задача скрининга -- просеивания загрязнений с целью выявления мутагенов и выработки специального законодательства для регулирования их поступления в окружающую среду. И таким образом, контроль генетических последствий загрязнения в комплексе содержит в себе две задачи: испытание на мутагенность факторов среды различной природы и мониторинг популяций.

На данный момент в мире уже имеется большое число квалифицированных лабораторий, в которых проводятся достаточно точные испытания. Только за последнее десятилетие предложено свыше трех десятков тест-систем, часть которых предназначена для выявления точковых мутаций. Задача состоит в разработке комплексных тест-систем, которые могли бы давать ответ на вопрос, в каких условиях потенциально мутагенные факторы могут стать действующими -- в зависимости от каких путей попадания в организм и особенностей внутриклеточного обмена веществ, активирующего или, наоборот, подавляющего мутагенный эффект. Комплексные наборы биологических тест-систем для массового скрининга предназначены для выявления всех типов мутационных повреждений хромосом и генов и должны быть чувствительны к малым дозам мутагенов. Ведь последствия суммарного и длительного воздействия низких доз мутагенов создают наибольший вклад в увеличение генетического груза: достаточные для индукции точковых мутаций, способных накапливаться в поколениях, они к тому же наиболее распространены в окружающей среде.

На волне очередной порции любви и обожания к волшебным суперзверям встал вопрос, может ли человек обладать такими же суперспособностями, как персонаж комиксов. Или стать таким же неубиваемым, как Грэм, которому вообще всё пофиг (австралийский манекен человека, способный выжить в аварии). Оказалось - можно, и более того, такие люди есть. А самое интересное, что они в своем роде тоже мутанты.

Стальная косточка

Сломанная кость - это фантастический способ испортить себе несколько месяцев. Не нужно большого ума, чтобы сломать себе самое твердое вещество в человеческом теле, правда, только не если у тебя обнаружится крайне редкая мутация гена LRP5. Раньше репутация у гена была так себе, поскольку его недостаток приводил к снижению плотности костной ткани или остеопорозу. Однако недавно было обнаружено, что мутация может привести и к обратному эффекту. У одной семьи из Коннектикута с мутировавшим LRP5 кости настолько крепкие, что их практически невозможно сломать. Ясное дело, что у членов семьи таких проблем никогда не было. Их скелеты практически такие же прочные, как адамантий Россомахи. А может быть, они уже начали превращаться в Грэма, которому всё пофиг? Остается надеяться, что в один прекрасный день ученые смогут использовать мутаген для лечения болезни костей.

Легкоатлетическая ачивка

Во многом благодаря своей скорости, человек разумный сумел таки стать единоличным представителем своего вида на планете, сжив со свету кривоногих, неповоротливых увальней неандертальцев. Ноги у нас длинные, иногда красивые, а организм устроен так, что мы единственные из всех живых существ можем бежать в течение долгого времени подряд. Никто - ни гепард, ни лошадь - марафонским бегом заниматься не могут. Однако есть люди, которые совершенно точно бегают лучше большинства землян. Речь не о чернокожих грабителях из неблагополучных районов и кенийских бегунах, а обо всех.

И дело тут не только в стероидах и тренировках, а в гене ACTN3, который присутствует в организме каждого человека. Иногда он мутирует, в результате чего производится весьма интересное вещество - белок Альфа-актинин-3, который отвечает за контроль быстро сокращающихся мышечных волокон. Увеличение количества белка приведет к взрывным всплескам мышечной силы, которые гарантируют максимальную производительность во всех видах спорта, особенно в беге. Интересно, что мутаген представлен в двух видах. И в обоих случаях это одинаково сильно влияет на мышечные сокращения.

Невосприимчивость к ядам

Когда в организм любым путем попадает яд, то во многих случаях приходится готовить гроб, а не капельницу. Попал в твое нутро цианид или рицин - покорчишься немного и , выглядя совершенно неприлично.

Яды окружают нас всюду, так что не нужно искать своего Сальери, который подсыпет тебе порошок. Высокое содержание токсинов хоть в контрафактной бутылке водки, хоть в горном роднике делает тебя похожим на Ильича в нынешнем его состоянии.

Но на протяжении тысячелетий жители Сан-Антонио-де-Лос-Кобрес в Аргентине пили горную воду, в которой содержание мышьяка превышало безопасный уровень в 80 раз. Удивительно, что Сан-Антонио-де-Лос-Кобрес - это всё еще населенный пункт. Жителям по барабану на ежедневное экстремальное воздействие смертоносного металла. Это всё из-за отточенного тысячелетиями гена, который не позволил жителям стать жертвами естественного отбора. Имя ему AS3MT или южно-американский спаситель. Его владельцы могут есть мышьяк ложками, и им ничего не будет. Подсчитано, что в общей сложности в настоящее время только 6000 человек имеют этот ген.

Для тех, кто не спит

Тяжела жизнь супергероя. Работы выше крыши, постоянно приходится иметь дело с какими-то больными на голову людьми, утром - эпичная битва со злодеем, ночью - дежурство, и в результате совершенно не остается времени для сна.

Генов, участвующих в процессе сна, много и все они невероятно сложные. Однако один из них выделяется - DEC2, который регулирует количество сна, в котором мы нуждаемся каждую ночь. Большинству из нас требуется целых восемь часов, а то и больше. Однако 5% населения мутировавший ген позволяет высыпаться за жалкие 4-6 часов каждую ночь. Простые смертные начнут испытывать негативные последствия спустя всего несколько дней подобной ночевки, а эти мутанты живут, совершенно не беспокоясь. Исследователи надеются выудить этот ген и с его помощью облегчить жизнь военным и полиции.

Волшебная электростойкость

Электричество забрало в Вальхаллу немало достойных мужей. Коварная вещь, без которой мы как слепые котята. Однако вся проблема в том, что мы не всегда воспринимаем его всерьез. А потом бац - и тебя поджаривает вольтами, буквально испепеляя все твои внутренние органы. Однако сербу Славише Пайкичу этого не понять. У парня уникальный генетический состав, который делает его практически неуязвимым к электричеству. Обычный человек покрыт миллионами потовых желез, которые, как правило, являются отличным проводником для электричества. Но из-за редкого генетического заболевания у Славиши их нет. Поэтому электричество не имеет возможности проникнуть в его тело и скользит по нему, не причиняя вреда. За это его и прозвали Биба-электричество.

Сам Славиша рассказывает, что может быть не только проводником энергии, но и, как бы это ни звучало невероятно, источником энергии. А вообще, есть в этом что-то символическое - что такие фокусы с электричеством показывает земляк великого Теслы.

Ген рок-звезды

Рок-звездой уготовано быть не каждому. Настоящий творец постоянно подвергает себя излишествам рок-н-ролльной жизни. Поэтому не каждый способен выдержать декалитры алкоголя и тонны наркотиков. Поэтому слабаки вроде и Хендрикса умирали в 27, а настоящие атланты выдерживали даже тогда, когда их ангелы-хранители разводили руками и начинали звонить в похоронное бюро. Даже Сатана, поразившись их стойкости, махнул на них рукой и перестал их ждать у себя в царстве для потрясающего рок-концерта.

Такие титаны, как почивший Лемми, бухали долго и до последнего. Килмистер, узнав про свой страшный диагноз, завязал с виски и бухал исключительно водку, но в двойном размере, потому что она вкусная и полезная. Скончавшийся на днях единственный адекватный рокер Константин Ступин шел к этому не менее целенаправленно, но в условиях отечественных реалий и отсидок сошел с дистанции быстрее.

А Оззи Осборн… он должен был умереть как минимум раз 578484867, но ему повезло, потому что он от природы мутант. Супермутант с суперспособностью - он бессмертен. Суть в том, что в его организме полно мутировавших генов. Не один, а несколько. Большинство из них работают в одной сфере - расщепляют алкоголь и другие химические вещества, которых за годы героиново-спидовых диет было немало. Например, мутация гена ADH4 дала ему повышенное содержание белков, которое позволяет алкоголю поскорее выходить из организма. Так что природа буквально сама создала мегадельфина, ныряющего из бассейна с кислотой в бассейн с морфием. Гениальный музыкант, чего уж там.

Способность жрать что попало

Если вдруг ты увидишь человека, который ест в овраге мопед «Карпаты», не спеши обзывать его придурком - может быть, человек просто голодный. Вот был же Мишель Лотито, который за свою жизнь сожрал самолет, телевизор, тележку, кровать и много-много всего. Глотая осколки стекла и металла, он не корчился в агонии, а спокойно шел в туалет. Обычного человека раскурочило бы изнутри, а ему было вкусно и сытно. Считается, что талант Лотито был результатом весьма специфических генетических дефектов. Он родился с невероятно толстой подкладкой в желудке и кишечнике, его пищеварительная система была достаточно прочной, чтобы не обращать внимание на осколки. Однако несколько глотков смазочного минерального масла он на всякий случай делал.

Как Мистер Фантастик

На тему нечеловеческой гибкости в свое время отменно высказались авторы «Фантастической четверки». Со временем пластичных людей стало так много, что многие стали воспринимать чрезмерную гуттаперчевость как что-то нереальное, как очередной проект поп-культуры. Однако есть люди, родившиеся с генетическим заболеванием, известным как синдром Марфана. Суть его в том, что сухожилия и связки у человека становятся гибкими как резина. Мутации в гене, ответственном за подготовку белка фибриллина-1, заставляют организм создавать соединительные ткани нечеловеческой гуттаперчевости. Для таких больных выворачивать себя руки и суставы, как Мистер Фантастик — это раз плюнуть. Однако на этом веселье заканчивается. У больных развиваются неестественно длинные конечности и увечья на лицах, проблемы со скелетом, нервной системой и даже сердцем. Некоторые дефекты фатальны.

Огромная сила

Что такое суперсила? Это когда ты открываешь маме банку с огурцами или спасаешь город от злодея, разнося его на мелкие кирпичики. Такие герои вдохновляют не одно поколение, и каждый хоть раз мечтал стать таким же сильным и срывать крышки с банок и головы с преступных плеч. Для таких есть две новости: хорошая и плохая. Хорошая новость: такое в принципе возможно. Плохая новость: с этим даром нужно родиться. А ведь не так много счастливчиков, рождающихся с мутациями генов, ответственных за производство белка миостатина. Миостатин заставляет мышцы увеличиться в размере в два раза вместе с жировой прослойкой. Считается, что изучая эти мутагены, мы можем в один прекрасный день разработать лекарство для лечения мышечной дистрофии.

Боль. Гадостное ощущение различных диапазонов, которое легко получить и от которого не так просто избавиться. Фармацевтические компании зарабатывают миллиарды, предлагая способы избежать ее, но секрет истинной безболезненности скрыт в искаженных и очень редких генах. Ген SCN11A определяет количество натрия в клетках организма. Звучит не особенно впечатляюще, пока ты не поймешь, что нервные клетки используют натрий, чтобы послать болевой сигнал. Мутаген понижает уровень натрия, и нервным клеткам попросту не хватает сырья, чтобы отправить эти сигналы, что делает тело нечувствительным к боли. Только люди с таким, казалось бы, завидным умением, склонны к переломам костей и случайному членовредительству. Они, конечно, боли не чувствуют, но от сломанной ноги толку не особенно много. Тем не менее, их мутагены очень редки и ценны, так как они могут быть ключом к новым революционным обезболивающим препаратам.

Мутагены (от лат. mutatio - изменение и греч. -genes-рождающий, рожденный), химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения - мутации. Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. Действие мутагенов, рассеянных в окружающей среде, вызывает увеличение частоты возникновения мутаций, что ведет к росту так называемого генетического груза, выражающегося в увеличении наследственной патологии, а также частоты онкологических заболеваний.

Еще в 1925 г. российские генетики Г.А.Надсон и Г.С.Филиппов показали, что при облучении дрожжей лучами радия возникают разнообразные новые формы, в 1927 г. Г.Меллер показал на дрозофиле, хорошо изученной к тому времени генетиками, что под действием рентгеновских лучей у дрозофил возникают мутации. Мутагенез - возникновение мутаций– внезапных качественных изменений генетической информации. Термин «мутация» был предложен голландским ученым де Фрисом (Н.de Vries) в 1901г.

Мишенью действия мутагенов в клетке являются главным образом ДНК и, возможно, некоторые белки. К последним относят в основном белки, играющие структурную роль в организации генома или принимающие участие в репликации (самовоспроизведении молекулы нуклеиновых кислот), рекомбинации (перераспределении генетического материала родителей в потомстве) или репарации (восстановлении поврежденной структуры ДНК).

Для устранения первичных повреждений генетических структур, вызванных мутагенами, в клетке существует ряд систем восстановления, или репарации, генетических повреждений. В настоящее время таких систем насчитывается более десяти. Однако в ходе репарации часть первичных повреждений может остаться и привести к возникновению мутаций.

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 классифицирует на физические, химические и биологические. Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации. Первые физические мутагены, открытые учеными, - это разные виды излучений: ионизирующее излучение, радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение.

Первичный эффект ионизирующих и ультрафиолетовых излучений заключается в образовании одиночных или двойных разрывов в молекуле ДНК. Ультрафиолет сильно поглощается тканями и вызывает мутации лишь в поверхностно расположенных клетках многоклеточных животных, однако на одноклеточных он действует эффективно. Мутагенное действие ультрафиолета было установлено в 1931 г. А.Н.Промптовым.

Другими физическими мутагенами являются частицы разной природы, имеющие высокую энергию: это альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ и нейтронное излучение. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два параметра: величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию. Повреждения ДНК могут быть двух типов: двунитевые и однонитевые разрывы.

Мутации может вызывать также высокая или низкая температура. В 1928 г. Меллер показал, что повышение температуры на 10 градусов по С повышает частоту мутаций у дрозофил в 2-3 раза. Зная способ действия этих мутагенов, можно было предположить, что они должны действовать на ДНК любых организмов. И действительно, вскоре было обнаружено, что например, рентгеновские лучи вызывают мутации у самых разных животных, растений и микроорганизмов.

Выяснено, что мутации, вызванные излучениями, могут затрагивать любые признаки организма, так как квант излучения или частица с высокой энергией чисто случайно может повредить любой участок ДНК. Число возникающих мутаций тем больше, чем выше интенсивность излучения, то есть чем больше квантов или частиц попало в клетку в единицу времени. Также было показано, что физические факторы вызывают те же мутации, которые возникают и при спонтанном мутагенезе.

У высших живых существ есть вещества, ослабляющие действие излучения – фотопротекторы, а многие растения содержат алкалоиды и кумарины, они усиливают процессы, вызванные радиацией и эти вещества опасны для животных. Физические мутагены и их действие сильно зависит от предварительной эволюции организма. К постоянно действующим мутагенам виды выработали устойчивость. Физический мутагенез может не регистрироваться из-за быстрой гибели мутантных организмов.

К химическим мутагенам относятся многие химические соединения самого разнообразного строения. Наибольшую мутагенную активность проявляют различные алкилирующие соединения, а также нитрозосоединения, некоторые антибиотики, обладающие противоопухолевой активностью. Химические мутагены делят на мутагены прямого действия (соединения, реакционная способность которых достаточна для химической модификации ДНК, РНК и некоторых белков), и мутагены непрямого действия (промутагены - вещества, которые сами по себе инертны, но превращаются в организме в мутагены, в основном в результате ферментативного окисления).

Мишенью действия мутагенов в клетке являются ДНК и некоторые белки. Ряд мутагенов вызывают мутации, не связываясь ковалентно с ДНК. В этом случае матричный синтез на ДНК протекает с ошибками. В синтезируемой нити ДНК оказывается на один нуклеотид больше или меньше обычного и возникают мутации. Существуют мутагены, ингибирующие синтез предшественников ДНК. В результате происходит замедление или даже остановка синтеза ДНК. Мутагенные и канцерогенные свойства химических веществ тесно связаны между собой. Поэтому выявление возможных мутагенов в окружающей среде, испытание на мутагенность продуктов промышленного синтеза (красители, лекарственные средства, пестициды и др.) - важная задача современной генетики.

Установлено, что мутагенной активностью обладает несколько тысяч химических соединений. Однако в отличие от ионизирующего и ультрафиолетового излучений для химических мутагенов характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. При взаимодействии химических мутагенов с компонентами наследственных структур (ДНК и белками) возникают первичные повреждения последних. В дальнейшем эти первичные повреждения ведут к возникновению мутаций.

Химические мутагены:

Окислители и восстановители;

Алкилирующие агенты и пестициды;

Некоторые пищевые добавки;

Продукты переработки нефти и органические растворители;

Лекарственные препараты.

К биологическим мутагенам относят ДНК- и РНК-содержащие вирусы, некоторые полипептиды и белки, например О-стрептолизин и ряд ферментов рестриктаз, а также препараты некоторых ДНК и определенные плазмиды. Механизмы образования мутаций при действии различных биологических факторов не вполне ясны, однако агенты, содержащие нуклеиновые кислоты, могут вызывать нарушение процессов рекомбинации, что приводит к возникновению мутаций. Действие рестриктаз сводится к «разрезанию» цепей ДНК в месте (локусе) определенной последовательности нуклеотидов, специфичном для каждой рестриктазы.

Биологические мутагены:

Специфические последовательности ДНК – транспозоны;

Некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);

Продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

Транспозоны– один из классов мобильных элементов генома которые, встраиваясь в геном, могут вызывать мутации, в том числе и такие значительные как хромосомные перестройки. Они играют важную роль в процессах переноса лекарственной устойчивости среди микроорганизмов, рекомбинации, и обмена генетическим материалом между различными видами как в природе так и в ходе генно-инженерных исследований.

Опасность загрязнения окружающей среды мутагенами

Во второй половине ХХ века над биосферой нависла угроза загрязнения мутагенами. Любая популяция способна выдержать лишь определенный груз мутаций. Увеличение частоты мутаций может привести к снижению устойчивости популяций из-за нарушения генетического гомеостаза. Необходимо дальнейшее усиление эколого-генетического мониторинга – контроля за состоянием окружающей среды на популяционно-генетическом уровне. В качестве профилактических мер следует использовать развитие «безотходных» технологий, ограничение производства веществ с мутагенным действием, усиление всех видов контроля за состоянием потенциально опасных предприятий: АЭС, химические и микробиологические производства, научно-промышленные установки биотехнологического характера.

Существуют факторы, которые снижают частоту мутаций – антимутагены. К антимутагенам относятся некоторые витамины–антиоксиданты (например, витамин Е, ненасыщенные жирные кислоты), серосодержащие аминокислоты, а также различные биологически активные вещества, которые повышают активность репарационных систем. Установлено, что мутагены при определенных условиях оказывают канцерогенное и тератогенное действие.

Канцерогены – это факторы, провоцирующие развитие онкологических заболеваний; тератогены – это факторы, провоцирующие развитие различных аномалий, уродств. Тератогенный эффект дают многие лекарственные препараты. Например, в 1960-е гг. на Западе широко использовалось снотворное талидомид, применение которого привело к рождению большого числа детей с недоразвитыми конечностями. Наряду с тератами – уродствами – часто встречаются морфозы – изменения, которые не ведут к утрате органом его функций.

Отличить мутагенное действие от тератогенного сравнительно легко: тераты (уродства) являются ненаследственными модификациями, они предсказуемы (направлены) и не сохраняются в последующих поколениях. Например, серая окраска тела у дрозофилы – это нормальный признак. В то же время известна мутация yellow – желтое тело (эту мутацию легко получить искусственно, обрабатывая родительских особей различными мутагенами; при этом разные мутагены могут давать одинаковый фенотипический эффект). Если же личинкам дрозофилы добавлять в корм азотнокислое серебро, то все эти личинки разовьются в мух с желтым телом.

Но, если от этих желтых мух получить потомство и выращивать его на обычной питательной среде, то все потомки вновь станут серыми. Таким образом, в данном случае «пожелтение» тела мух – это не мутация, а модификация, или фенокопия (модификация, по фенотипу копирующая мутацию); азотнокислое серебро в данном случае является не мутагеном, а тератогеном.

Наверное, каждому знакомо такое слово, как мутаген. Это вещество, которое может иметь различную природу и отличаться интенсивностью воздействия. Также они могут наносить вред окружающей среде и человеку. Но их свойства нередко используют во благо в различных сферах жизнедеятельности.

Что такое мутаген

Каждый человек имеет свое представление о том, что это за вещество. Но в действительности мутаген - это фактор, который вызывает стойкую модификацию в структуре организма. Эти изменения обычно наследуются последующими поколениями.

Мутагенами являются некоторые кислоты, всевозможные соединения, препараты и даже определенные типы излучений. Также ими могут быть некоторые Мутаген - это универсальное определение факторов, которые могут вызывать мутацию у любого организма, начиная с бактерий и заканчивая растениями и человеком. От дозировки зависит интенсивность изменений.

Виды мутагенов

Сегодня известны три типа мутагенов: физический, химический и биологический. К первой категории принадлежат все Это рентгеновские и гамма-лучи, нейтроны, протоны, ультрафиолет. Интересно, что в некоторой степени стабильно высокая или низкая температура также оказывает влияние на изменения в структуре организма, правда, эти модифицирования менее интенсивны.

Другая категория - химические мутагены. К ним относятся чужеродные ДНК, алкилирующие соединения (диметилсульфат, иприт и др.), пестициды, акридиновые красители, формальдегид, некоторые алкалоиды и органические перекиси. Сюда же относятся и многие другие препараты, а также вещества, природа которых еще не исследована. Биологическими мутагенами могут быть вирусы, некоторые растения и генномодифицированные вещества.

Мутагены и человек: факторы риска

Ученые нередко используют мутагены на благо общества, например, ими пользуются селекционеры. Но гораздо сильнее их отрицательное влияние. Приобретая многие продукты, препараты, чистящие средства и бытовые приборы, человек подвергает себя воздействию мутагенов, нанося этим вред организму. Чаще всего это происходит незаметно для самого человека и проявляется лишь в следующем поколении. К сожалению, уже сегодня контакт с подобными веществами вызывает новые заболевания, хронические аллергические реакции и опухоли. Производители многих необходимых для товаров нередко вводят в их состав тот или иной мутаген. Это могут быть краски для волос, продукты питания, бытовая химия, производственные отходы и многое другое. Все эти вещества летают в воздухе, оседают на почву и поглощаются растениями, поступающими в пищу. Кроме того, мутагены окружающей среды оказывают влияние на животных и насекомых, меняя их повадки, делая более агрессивными и уязвимыми для болезней. Стоит отметить, что не было замечено таких перемен, которые пошли бы организму на пользу.

Продукты питания и мутагены

Сегодня в продуктовой промышленности есть разрешение на использование некоторых продуктов, которые содержат компоненты генетически модифицированной кукурузы, сои и Их можно встретить в сиропах, муке, масле, крахмале. Именно эти основы применяются в больших объемах для производства многих продуктов, начиная с питания, колбасы и заканчивая соусами. Возможно, на себе мы не заметим генетических перемен, вызванных подобным питанием, но их, очевидно, ощутят наши внуки.

В лабораториях всего мира продолжают проводиться опыты с животными, которые подвергаются влиянию этих мутагенов. Результаты исследований показывают, что со временем развивается бесплодие, а частота мутаций в следующих поколениях увеличивается в сотни раз. Также стоит отметить, что мутагены могут образоваться в некоторых испорченных продуктах. Например, в несвежей сметане, масле, яйцах образуются соединения, превращающиеся в мутаген. Если мясо готовится в собственном соку, также происходит этот процесс.

Меры безопасности

После того как мы узнали, что наш мир переполнен мутагенами, складывается впечатление, что мы просто бессильны. Но в действительности эта информация помогает быть более осторожными при выборе продуктов питания.

Кроме того, не нужно пренебрегать некоторыми рекомендациями. Никогда не питайтесь испорченными продуктами; при контакте с бытовой химией пользуйтесь маской и резиновыми перчатками; старайтесь отказываться от еды, содержащей красители и консерванты; сократите употребление сладостей. Используйте при готовке имбирь, петрушку, горчицу, баклажаны, лук, перец, кинзу, капусту, яблоки и зеленый чай - эти продукты смягчают воздействие мутагенов.

Любому школьнику знакомо такое слово, как мутаген. Это изучается еще в курсе биологии средней школы. Но при этом не все взрослые люди смогут легко ответить, что же означает это слово, не говоря уж о наличии общего представления о том, как мутагены могут воздействовать на различные живые организмы. Поэтому будет полезно рассказать о них поподробнее, устраняя данный пробел в знаниях.

Что такое мутаген

В первую очередь следует отметить, что мутагеном называют любой фактор, способный вызвать какие-то наследственные изменения, которые на древнегреческом языке называют мутацией. Впервые удалось установить влияние мутагенов на живые организмы еще в 1925 году. Тогда советский ученый Георгий Надсон проводил эксперименты по облучению радием дрожжей, получая видоизмененное новое поколение.

Спустя два года, в 1927 году, американский ученый Меллер повторил этот эксперимент, используя рентгеновское излучение и мушек дрозофил, активно используемых генетиками.

Виды мутагенов

Теперь, когда вы знаете, что это - мутаген, можно немного углубиться в тему. Как уже отмечалось, к мутагенам можно отнести любые факторы, приводящие к мутации. Теперь стоит разделить их на две категории - эндогенные и экзогенные.

Первые вырабатываются в организме любого живого существа на протяжении всей эволюции. Эндогенные (внутренние) мутагены могут активизироваться в случае, если условия окружающей среды, к которому организм привык за тысячи и миллионы лет, внезапно резко изменились. В остальное же время они дремлют, никак не проявляясь.

Более интересными являются внешние, или экзогенные мутагены. Они гораздо более многочисленные и могут привести к возникновению мутаций в любой момент. Поэтому они представляют наибольшую опасность для любых живых организмов, включая людей. Неслучайно работают целые научные институты, главной целью которых является выявление мутагенов в различных продуктах питания. Любой продукт, прежде чем попасть на полки магазинов, в обязательном порядке проходит через сложную систему тестов и проверок.

Откуда они берутся

Все мутагены, поступающие в организм живого существа извне, называют экзогенными. И источники мутагенов в среде довольно разнообразны. Поэтому их принято делить на три категории: физические, химические и биологические. Они довольно разнообразны, так что стоит рассказать о каждой из этих групп более подробно.

В первую очередь рассмотрим физические мутагены. Это любое воздействие окружающего мира на живой организм. Сюда можно отнести радиацию, ультрафиолет, поступающий от солнца, а также резкое повышение и понижение температуры. Любое излучение может стать причиной мутации само по себе, приводят к появлению больного (мутировавшего) и чаще всего нежизнеспособного потомства. Но в то же время излучение, как и перепады температуры, может повысить скорость положительной реакции, хотя это и случается значительно реже. К примеру, лабораторные мыши, живущие при крайне низкой температуре, приносят потомство с более густым подшерстком, быстро накапливающее жировые отложения. Причем эти особенности сохраняются даже после того, как температура вернулась к исходной.

Следующий вид мутагенов - химический. Данная группа является наиболее распространенной и, пожалуй, опасной. Дело в том, что в последние десятилетия немалая часть продуктов, употребляемых людьми, содержит химические мутагены.

В первую очередь сюда можно отнести многие алколоиды (колхицин, винкамин и прочие). Некоторые лекарственные препараты содержат их, хотя, с официальной точки зрения, их количество слишком мало, чтобы нанести вред человеку.

Также в число химических мутагенов входят некоторые химические удобрения и яды, используемые в сельском хозяйстве, пищевые добавки, органические растворители, химикаты, получаемые из нефти. Увы, они окружают современного человека, и вырваться из подобной ловушки довольно сложно. Но встречаются мутагены и в окружающей среде - некоторые растения содержат их в большом количестве, что делает их употребление в пищу крайне опасным.

Наконец, третья группа мутагенов - это биологические. В их число входят различные вирусы (грипп, краснуха, корь) и продукты, возникающие при неправильном обмене веществ в организме человека и любого другого сложного существа.

Опасность мутагенов

Вполне понятно, что любое упоминание о мутагенах, вызывающих мутацию, ассоциируется у большинства людей с чем-то плохим. Нет, самому организму они вреда практически не наносят (только если идут в комплексе с какими-то ядами, как это часто бывает на сегодняшний день).

Главный же удар приходится по последующим поколениям. Как уже говорилось выше, подавляющее большинство мутаций являются негативными, а их носители чаще всего - нежизнеспособными. Поэтому в основном мутагены являются настоящим злом.

Когда мутагены идут на пользу

Но говоря о вреде мутагенов, стоит подчеркнуть, что именно благодаря мутациям возможна эволюция. Из простейшей амебы развились сложные существа, а из обезьяны, согласно известной теории, - человек. Взгляните на окружающий вас удивительный мир. Каждое последующее поколение животных, птиц, рыб и растений приспосабливалось, старалось получить какие-то преимущества. Все это стало возможным благодаря миллионам накопленных мутаций: острые зубы, защитная окраска, ночное зрение и многое другое, позволяющее живым организмам выживать в агрессивной среде.

Поэтому стоит признать, что мутагены сыграли огромную положительную роль в создании современного мира.

Заключение

На этом заканчиваем нашу статью. Теперь вы стали немного лучше разбираться в мутагенах, их разновидностях, а также веществах, содержащих их. А значит, стали более интересным собеседником, расширив сферу интересов.