Фізичний Мутагенез

Фізичними мутагенами називаються будь-які фізичні дії наживі організми, які надають або прямий вплив на ДНК або вірусну
РНК, або опосередкований вплив через системи реплікації, репарації,рекомбінації.

У разі прямого впливу на ДНК основну роль відіграють два такихпараметри, як величина енергії впливає частки і здатністьбіологічного матеріалу поглинати цю енергію.

Величина енергії зменшується в ряді: космічні промені,

(-промені, рентгенівські промені,

(-промені,

(-променю,

УФ-промені, видиме світло, інфрачервоні промені, мікрохвилі, ДНК прямо не ушкоджують радіохвилі.

Пошкодження ДНК можуть бути двох типів: двунітевие і однонитковихрозриви (при дуже високій енергії фотона - косміческоіе промені,рентгенівські та (-промені).

Ультрафіолет здатний індукувати освіта неспецифічних подвійнихзв'язків С = С. Рентгенівські та (-промені здатні розривати З-N, C-C, C-H, C = O
(утворюються перекису). Вони проникають через живі тканини, іонізують речовинив живих тканинах (іонізуюча радіація). УФ та (-випромінювання призводить доосвіти фотоаддуктов за рахунок комптонівське електронів. УФ-випромінювання, відвідміну від (-випромінювання, не проникає ні через папір, ні через шкіру.

---- 260----------- ---- 280 ------ -------- 330----------- ---- 400 ---- нм

1. 260-280 - зона поглинання для ДНК, РНК та білків (виборче поглинання: 260 нм - ДНК, 280 нм - білки)
2. 280-330 - зона поглинання для ліпідів з ненасиченими зв'язками (С = С)
3. 330-400 - зона поглинання для стероїдів

Закони фотохімії

1. Діє лише той фотон, який поглинений.

2. Пошкодження - результат дії одного фотона.

Для оцінки пошкодження необхідно підрахувати кількість мольутворюються фотопродуктов на один Ейнштейн поглиненої енергії.

(*) - не придатна для ДНК, яка містить пурину, які поглинаючиенергію не дають фотопродуктов.

На клітинному рівні закони фотохімії мають обмеження:

З точки зору фотохімії доза одна й та сама, але при першій дозі клітинивиживають, при другому немає, так як за одну секунду не встигають включитисясистеми репарації. Високі дози не викликають перекисного окислення жирнихкислот.

У вищих живих істот речовини, що ослабляють дію випромінювання --фотопротектори. Багато рослин містять алкалоїди та кумаріни, вонипосилюють процеси, викликані радіацією. Ці речовини небезпечних для тварин.

Джерела випромінювання - сонячне світло, ртутні лампи, рентгенівськевипромінювання, радіоактивні елементи.
Проникаючи в шкіру, квант випромінювання залишає шлейф іонізованого речовини.
Для оцінки радіаційного ураження використовують дві величини:
ЛПЕ - лінійна передача енергії - енергія, передана речовині (уЕлектронвольт) на 1 нм пробігу частинки.
ЛПІ - лінійна щільність іонізації - кількість виникають пар іонів на 1нм пробігу частинки.

(-випромінювання може розривати сахарофосфатний кістяк, кільця пуринів іпіримідинів.

Фактор зміни дози:

Модифікатори

Теорія однієї мішені - чим простіше органічна істота, тим більшідози опромінення воно може витримувати. (Приклад: бактерії прособни витримати
600 кради, миші - 100 рад). ДНК - основний поглинач мутагени.

1958 Альперт сформулював теорію двох мішеней, в якій показав,що різниця в чутливості E. coli в атмосфері азоту і киснюзалежить від того, що існують дві мішені (в азоті мішень - ДНК, 260 нм
УФ; в кисні - мембрана, 360 нм прояв кисневого ефекту). Припроведенні гострих дослідів, спостерігали миттєву загибель, при проведенніхронічних дослідів - загибель через кілька днів. Енергія дії променівмала, але клітина посилює дозу опромінення. При малих дозах загибель клітинчерез кілька тижнів пов'язана з активацією Нуклеази, порушенням ДНК -мембранного комплексу. Дослідження насіння і бактерій високогір'я показало,що при низьких дозах опромінення у них утворюються фотопродукти іншийструктури, ніж ті, що утворюються при сильному опроміненні. (6,4-піримідин-2-
ВІН - продукт високогірних рослин, в їх спорах міститься продукт іншоїструктури). У дріжджів фотопродукти не утворюються при опроміненні, а привегетативного розмноження в момент мітоаз відбувається утвореннязвичайних димерів. Бактерії, що мешкають на голодної середовищі і мають одингеном приречені на смерть при впливі фізичного мутагени, тоді якмістять кілька геномів здатні вижити.

Дія інфрачервоного випромінювання і шумів на клітини не вивчено.
Фізичні мутгени і їх дія сильно залежить від попередньої еволюціїорганізму. До постійно діючим мутагенами види виробили стійкість.
Фізичний Мутагенез може не реєструватися через швидку загибельмутантних організмів.

мутагенний відповідь можуть викликати будь-які, які призводять до іонізуючурадіацію (нейтрони, протони, електрони).

Іонізуючі частки

(утворюються при розпаді радіоактивного елемента)

Нейтрони мають дуже високу проникаючу здатність. Замутаційного відповіді перевершують (- і (-частки. вимірюються в наступниходиницях: Кюрі занадто великі одиниці, їх замінили на Беккерель. Бер
(одиниця поглинання) - біологічний еквівалент рада. Зараз вимірюють узіветрах. Одна доза різного випромінювання має різний біологічний відповідь.

1 грей рентгенівського випромінювання равено одному зіверт.

1 грей нейтрино дорівнює 10 зіверт.

Наслідки опромінення: смерть, мутація соматичних клітин> рак,мутація статевих клітин> потворність потомства.

Смерть може наставати трьох типів:

1. Через кілька годин в результаті ураження судин мозку і нервів

(цереброваскуляція).

2. Через 1-2 тижні - кишковий синдром в результаті загибелі клітин кишечника.

3. Загибель організму через 2-3 місяці. Гематоенцефалічний синдром.

Кровотворні клітини кісткового мозку помирають.

Всі каліцтва при опроміненні зачіпали тільки кісткову систему (16 млн.мишей). Ссавці стійкі до малих доз радіації, але до великих --немає. У географічний зонах з високим рівнем радіації популяціїадаптуються (Дельта Нілу, Денвре, Ріо-де-Жанейро).

Існують два способи радіації: опромінення зовні і черезнутрощі (через легені і травну систему). Радіація проникаєчерез порізи, не захищені епітелієм. Дейтерій і тритій радіоактивні.
Входячи до складу молекул води, здатні викликати мутагенезу. Жива водає антиоксидантом, викликає посилену регенерацію. Гриби здатнінакопичувати радіонуклєїди у плодових тілах.
-----------------------< br>