Глава II. Воздействие мутагенов, канцерогенов, аллергенов  на организм человека.

2.1 Воздействие мутагенов на организм.

  В результате воздействия мутагенов на организм, он может измениться, т.е. мутировать.

  Мутации - это внезапные скачкообразные стойкие изменения в структуре генотипа, под влияниями факторов среды передающееся по наследству.

Организмы, у которых произошла мутация, называются мутантами. Мутационная теория была создана, как говорилось выше, Гуго де Фризом в 1901-1903 гг. На основных ее положениях строится современная генетика: мутации, дискретные изменения наследственности, в природе спонтанны, мутации передаются по наследству, встречаются достаточно редко и могут быть различных типов. В зависимости от того, какой признак положен в основу, на сегодняшний день существует несколько систем классификации мутаций.

Классификация мутаций

 По способу возникновения различают спонтанные и индуцированные мутации.

Спонтанные - возникают под действием естественных мутационных факторов без участия человека.

Индуцированные мутации возникают при воздействии на человека мутагенами - факторами, вызывающими мутации.

По мутированию клеток существуют соматические и генеративные мутации.

Генеративные мутации возникают в репродуктивных тканях и поэтому не всегда выявляются. Для того, чтобы выявилась генеративная мутация, необходимо, чтобы мутантная гамета участвовала в оплодотворении.          

Соматические мутации возникают в соматических клетках.

По исходу для организма мутации делятся на  отрицательные, летальные, полулетальные, нейтральные, положительные.

По изменению генотипа мутации бывают генные, хромосомные и геномные.

По локализации в клетке мутации делятся на ядерные и цитоплазматические. Плазматические мутации возникают в результате мутаций в плазмогенах, находящихся в митохондриях.

    Генные (точечные) мутации затрагивают, как правило, один или несколько нуклеотидов, при этом один нуклеотид может превратиться в другой, может выпасть, продублироваться, а группа нуклеотидов может развернуться на 180 градусов. Например, широко известен ген человека, ответственный за серповидно - клеточную анемию, который может привести к летальному исходу. Соответствующий нормальный ген кодирует одну из полипептидных цепей гемоглобина. У мутантного гена нарушен всего один нуклеотид (ГАА на ГУА). В результате в цепи гемоглобина одна аминокислота заменена на другую (вместо глутамина - валин). Ничтожное изменение, но оно влечет за собой роковые последствия: эритроцит деформируется, приобретая серповидно - клеточную форму, и уже не способен транспортировать кислород, что и приводит к гибели организма.     Генные мутации приводят к изменению аминокислотной последовательности белка. Наиболее вероятное мутация генов происходит при спаривании тесно связанных организмов, которые унаследовали мутантный ген у общего предка.

Геномные мутации - это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом. Пример геномной мутации –

Хромосомные мутации - изменение числа отдельных хромосом в геноме (анеуплоидия) или целостности хромосом (перестройки). Это одна из причин болезней человека. Моносомия (1n) или трисомия (3n) хромосомы в оплодотворенной яйцеклетке будут смертельны для плода (кроме половых и мелких хромосом), а в соматических клетках часто приводит к раку.

Результаты изменения функциональных генов:

- белок репрессор не подходит к гену оператору - структурные гены работают постоянно (белки синтезируются всё время);

- белок репрессор плотно присоединяется к гену оператору и не снимается индуктором, структурные гены постоянно не работают и не синтезируются белки, закодированные в данном транскриптоне;

-нарушение чередования репрессии и индукции: при отсутствии индуктора специфический белок синтезируется, а при наличии не синтезируется.

Вышеназванные нарушения работы транскриптонов связаны с мутациями гена-регулятора и гена-оператора.

Проблема генетического груза существует в популяции неблагоприятных аллелей в составе гетерозиготных генотипов.

Некоторые вредоносные аллели в рецессивном состоянии могут сохраняться в гетерозиготных генотипах и при некоторых условиях доставлять преимущества (аллель серповидно-клеточной анемии).

Генетический груз это следствие генетического полиморфизма. Это плата за экологическую и эволюционную гибкость. Наследственное разнообразие снижает приспособленность популяций людей. Бремя генетического груза оценивают по числу неблагоприятных аллелей в генотипе каждого человека. В среднем это 3-5 рецессивных аллелей, приводящих в гомозиготе к смерти в раннем возрасте. 50% зигот, образующихся в каждом поколении людей не состоятельны в биологическом плане, 10 % гибнет на ранней стадии, 20% спонтанные аборты, 10 % браков бесплодны,10% отклонение от нормы.

Генетические анализы в настоящее время направлены на предупреждение наследственного заболевания или своевременное вмешательство для снижения или предотвращения негативного эффекта заболевания.