Урок 3
Тема: Біологічні антимутаційні механізми. Захист геному людини від шкідливих мутагенних впливів
1. Біологічні антимутаційні механізми
Мутагенні чинники
МУТАГЕНИ — це чинники, які можуть спричиняти мутації. Для того щоб чинник був мутагеном, він має легко проникати в клітини, зберігати їхнє життя та впливати на гени й хромосоми. За природою цих впливів мутагени поділяють на фізичні, хімічні й біологічні.
Серед фізичних мутагенів найбільше значення має йонізуюче випромінювання (рентгенівське, ультрафіолетове, гамма-промені). Вони порушують структуру білків, у молекулах ДНК виникають розриви, з'являються хромосомні й генні мутації. До фізичних мутагенів належать також фотони світла, підвищена або знижена температура тощо.
Хімічні мутагени було відкрито пізніше за фізичні. Це гідроген пероксид, нітратна кислота, формальдегід, хлороформ, іприт. Одним із наймасовіших мутагенів є бензпірен, що утворюється під час згоряння бензину чи горіння нікотину. Навіть мінімальні дози цієї речовини чинять канцерогенний та мутагенний вплив. До хімічних мутагенів належать також пестициди, деякі лікарські препарати (антибіотики з протипухлинною дією, хінін, андрогени), важкі метали (кадмій, ртуть, свинець), деякі харчові добавки.
До біологічних мутагенів належать віруси (наприклад, кіру, краснухи, грипу), токсини гельмінтів, грибів-паразитів, цвілевих грибів (наприклад, афлатоксини аспергілів) отруйних рослин й тварин. У клітинах, уражених вірусами, мутації спостерігають значно частіше, ніж у здорових. Віруси вносять власну генетичну інформацію в геном клітини, змінюючи структуру генів.
Отже, мутагенами є зовнішні або внутрішні, фізичні, хімічні й біологічні чинники, що спричиняють зміни в структурі генів і хромосом.
Шкідливий вплив мутагенів можуть підсилювати деякі речовини, що називають комутагенами. Вони самі по собі не здатні до мутагенної дії, не мають власної мутагенної активності. Так, комутагенами вважаються кофеїн, токсини гельмінтів, деякі фармакологічні препарати.
Антимутагени
Це хімічні чи фізичні чинники, що знижують або попереджують дію мутагенів, у наслідок чого знижується рівень мутування.
Їх поділяють за місцем та механізмом дії на групи:
1) позаклітинні антимутагени
- інгібітори поглинання мутагенів (перешкоджають потраплянню мутагенів в організм або прискорюють їх виведення)
- інгібітори ендогенного формування мутагенів (запобігають реакціям нітрозування)
- дезактиватори мутагенів
2) внутрішньоклітинні антимутагени
- модулятори метаболізму (активують процеси детоксикації)
- інактиватори реакційноздатних молекул (захищають нуклеофільні ділянки ДНК)
- модулятори реплікації та репарації ДНК (збільшують точність цих процесів)
Природні антимутагени утворюють єдину буферну систему, що стримує частоту спонтанних мутацій. Таких речовин відомо близько 500. Передусім це вітаміни С, Е, А, амінокислоти аргінін, гістидин, метіонін та деякі ферменти (пероксидаза, каталаза, НАДФ-оксидаза).
Живі організми здатні захищати свої гени від мутацій. Наприклад, більшість амінокислот закодована не одним, а декількома триплетами; багато генів у генотипі повторюють один одного. Змінені внаслідок мутацій ділянки ДНК можуть видалятися за допомогою ферментів: утворюються два розриви, змінена ділянка видаляється, а на її місце вбудовується інша з притаманною цій частині молекули послідовністю нуклеотидів.
2. Захист геному людини від шкідливих мутагенних впливів
У наш час виокремлюють декілька основних підходів для організації соціального захисту геному людини від шкідливих мутагенних впливів:
1) створення безвідходних технологій, замкнутих циклів виробництва у промисловості;
2) перехід від хімічних засобів боротьби в сільському господарстві до нешкідливих біологічних;
3) створення стійких сортів рослин, що не потребують хімічних засобів захисту;
4) тестування на мутагенність фармацевтичних препаратів, пестицидів;
5) вилучення або нейтралізація мутагенних чинників у навколишньому середовищі та ін.
Найбільш реальним засобом для індивідуального захисту ДНК людини від незворотних змін є використання антимутагенів для зниження темпів мутаційного процесу.
Велике значення для запобігання шкідливим мутагенним впливам має стан імунної системи людини. Тому не слід відкладати у «довгий ящик» лікування хронічних хвороб, це послаблює імунітет й посилює шкідливий мутагенний вплив. Але пам'ятайте! Не слід вживати без консультацій з лікарем невідомі лікарські препарати, особливо антибіотики, а якщо вже проходите антибіотичний курс лікування, то обов'язково потрібно вживати препарати з корисними бактеріями, що забезпечують певний захист від мутагенів.
Джерелом шкідливих мутагенних впливів є й деякі харчові добавки. Так, при консервуванні використовують натрій глутамат (Е621). Небезпечним при нагріванні також може бути натрій нітрит (Е 250), що міститься у варених ковбасах. Натрій нітрит — дуже шкідлива речовина, особливо за нагрівання. Доза у 2 г здатна убити людину. І ця проблема є актуальною, з огляду на звичку багатьох людей варити сосиски та смажити лікарську ковбасу. Шкідливим стане навіть звичайний цукор, якщо його термічно обробити: за його тривалого нагрівання утворюється небезпечна для здоров’я органічна сполука гідроксиметилфурфурол.
Аналізуючи сучасний стан у сфері використання харчових добавок, можна дійти висновку, що цілковито убезпечити себе від шкідливого впливу небезпечних продуктів неможливо. Але нам цілком під силу зменшити ризики, пов'язані із вживанням шкідливих добавок. Для цього варто запам'ятати такі правила:
а) не можна купувати продукти кустарного виробництва;
б) купуючи продукти, варто уникати таких, що містять яскраві синтетичні барвники, не вживати солодощів, соків та газованої води із синтетичними барвниками;
в) не варто зловживати продуктами, що містять консерванти;
г) слід уникати вживання продуктів, що містять замінники цукру, наприклад аспартам (Е 951), натрій цикламат (Е 952), сахарин (Е 954). Зазвичай ці добавки містяться у дешевих солодких напоях та в жувальних гумках.
Адаптогени — це група препаратів, що підтримують роботу імунної системи людини на достатньому рівні й підвищують його стійкість проти шкідливих фізичних, хімічних та біологічних мутагенів. Ці природні засоби стимулюють захисні сили організму людини, пристосовують його до змін погоди, коливань атмосферного тиску, підвищують стійкість до стресів, фізичну й розумову працездатність. Адаптогенні властивості мають такі рослини, як імбир, астрагал, родіола рожева, обліпиха, лимонник, ехінацея.
Домашнє завдання
Опрацювати параграф 41
Скласти конспект
Немає коментарів:
Дописати коментар