Реферат Физический мутагенез
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
| Физический мутагенез 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. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два таких параметра, как величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию. Величина энергии убывает в ряду: космические лучи, g-лучи, рентгеновские лучи, b-лучи, a-лучу, УФ-лучи, видимый свет,  (*) | Nа – число Авогадро, – постоянная Планка, 6,62*10–27 эрг/с,с – скорость света (3*108 м/с), l – длина волны, n – частота. |
(*) – не пригодна для ДНК, которая содержит пурины, которые поглощая энергию не дают фотопродуктов.
На клеточном уровне законы фотохимии имеют ограничения:
С точки зрения фотохимии доза одна и та же, но при первой дозе клетки выживают, при второй нет, так как за одну секунду не успевают включиться системы репарации. Высокие дозы не вызывают перекисного окисления жирных кислот.
У высших живых существ вещества, ослабляющие действие излучения – фотопротекторы. Многие растения содержат алкалоиды и кумарины, они усиливают процессы, вызванные радиацией. Эти вещества опастны для животных.
Источники излучения – солнечный свет, ртутные лампы, рентгеновское излучение, радиоактивные элементы.Проникая в кожу, квант излучения оставляет шлейф ионизированного вещества.
Для оценки радиационного поражения используют две величины:
ЛПЭ – линейная передача энергии – энергия, переданная веществу (в электронвольтах) на 1 нм пробега частицы.
ЛПИ – линейная плотность ионизации – количество возникающих пар ионов на 1 нм пробега частицы.
g-излучение может разрывать сахарофосфатный остов, кольца пуринов и пиримидинов.
Фактор изменения дозы:
Модификаторы
| Протекторы – усиливают действие излучения. (вещества и тиоловой группой, гистамин и др.) | Сенсибилизаторы – ослабляют действие излучения. (новокаин, резерпин, морфий) |
Теория одной мишени – чем проще органическое существо, тем большие дозы облучения оно может выдерживать. (Пример: бактерии прособны выдержать 600 крад, мыши – 100 рад). ДНК – основной поглотитель мутагена.
1958 г. Альперт сформулировал теорию двух мишеней, в которой показал, что различие в чуствительности E. coli в атмосфере азота и кислорода зависит от того, что существуют две мишени (в азоте мишень – ДНК, 260 нм УФ; в кислороде – мембрана, 360 нм проявление кислородного эффекта). При проведении острых опытов, наблюдали мгновенную гибель, при проведении хронических опытов – гибель через несколько дней. Энергия воздействия лучей мала, но клетка усиливает дозу облучения. При малых дозах гибель клеток через несколько недель связана с активацией нуклеаз, нарушением ДНК-мембранного комплекса. Исследование семян и бактерий высокогорья показало, что при низких дозах облучения у них образуются фотопродукты иной структуры, чем те, что образуются при сильном облучении. (6,4-пиримидин-2-ОН – продукт высокогорных растений, в их спорах содержится продукт другой структуры). У дрожжей фотопродукты не образуются при облучении, а при вегетативном размножении в момент митоаз происходит образование обыкновенных димеров. Бактерии, обитающие на голодной среде и имеющие один геном обречены на смерть при воздействии физического мутагена, тогда как содержащие несколько геномов способны выжить.
Действие инфракрасного излучения и шумов на клетки не изучено. Физические мутгены 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.
Мутагенный ответ могут вызывать любые частицы, вызывающие ионизирующую радиацию (нейтроны, протоны, электроны).
Ионизирующие частицы
(образуются при распаде радиоактивного элемента)
|
| a-частицы (ядра атома He : 2 протона, 2 нейтрона). Задерживаются даже одеждой, но роговица глаза, эпителиальные клетки и сперма могут давать мутагенный ответ. | b-частицы (быстрые электроны от U 238 или Ra ). Обладают высокой проникающей способностью, проходят через кожу, оставляя шлейф возбужденных атомов, вторичная ионизация привотит к мутагенному ответу. | g-частицы (нейтроны). Максимальная проникающая способность. |
Нейтроны обладают очень высокой проникающей способностью. По мутационному ответу превосходят a- и b-частицы. Измеряются в следующих единицах: Кюри слишком крупные единицы, их заменили на Беккерель. БЭР (единица поглощения) – биологический эквивалент рада. Сейчас измеряют в зиветрах. Одна доза разного излучения имеет разный биологический ответ.
1 грей рентгеновского излучения равено одному зиверту.
1 грей нейтрино равен 10 зивертам.
Последствия облучения : смерть, мутация соматических клеток → рак, мутация половых клеток → уродство потомства.
Смерть может наступать трех типов:
1. Через несколько часов в результате поражения сосудов мозга и нервов (цереброваскуляция).
2. Через 1–2 недели – кишечный синдром в результате гибели клеток кишечника.
3. Гибель организма через 2–3 месяца. Гематоэнцефалический синдром. Кроветворные клетки костного мозга умирают.
Все уродства при облучении затрагивали только костную систему (16 млн. мышей). Млекопитающие устойчивы к малым дозам радиации, но к большим – нет. В географический зонах с высоким уровнем радиации популяции адаптируются (Дельта Нила, Денвре, Рио–де–Жанейро).
Существуют два способа радиации: облучение снаружи и через внутренности (через легкие и пищеварительную систему). Радиация проникает через порезы, не защищенные эпителием. Дейтерий и тритий радиоактивны. Входя в состав молекул воды, способны вызывать мутагенез. Живая вода является антиоксидантом, вызывает усиленную регенерацию. Грибы способны накапливать радионуклеиды в плодовых телах.
