- •Экология
- •Часть 2. Прикладная экология
- •Оглавление
- •Лекция 10 элементы радиоэкологии
- •Виды ионизирующего излучения
- •Дозы облучения
- •Источники ионизирующих излучений в биосфере. Космическое излучение
- •Радиоактивные вещества (радионуклиды)
- •Природные радионуклиды
- •Техногенные радионуклиды
- •Применение ионизирующего излучения в медицине
- •Лекция 11 основы радиотоксикологии
- •Биологическое действие ионизирующих излучений
- •Мероприятия, направленные на защиту организма человека от воздействия ионизирующих излучений
- •Лекция 12 экология и здоровье человека
- •Влияние физических факторов на здоровье человека Электромагнитные воздействия
- •Акустические воздействия: шум и инфразвук
- •Влияние биологических факторов на здоровье человека
- •Влияние химических факторов на здоровье человека
- •Канцерогенез. Отдалённые последствия действия факторов окружающей среды
- •Пища и пищевые добавки
- •Лекция 13 изменение генофонда и социальные аспекты здоровья
- •Классификация мутаций
- •Классификация мутагенных факторов
- •Наследственные болезни
- •Социальные аспекты здоровья
- •Стрессор
- •Потенциал выживания и развития современного человечества
- •Лекция 14 экологические модели и сценарии
- •Глобальные модели второго поколения – нормативный подход
- •Глобальные модели третьего поколения – проблемно-прогнозный анализ
- •Лекция 15 концепция устойчивого развития
- •Декларация Рио
- •Повестка дня на XXI век
- •Социальные и экономические аспекты устойчивого развития
- •Сохранение и рациональное использование ресурсов
- •Усиление роли основных групп населения
- •Программа устойчивого развития России
- •Лекция 16 экологический мониторинг и контроль
- •Критерии качества мониторинга
- •Государственный экологический мониторинг и контроль
- •Лекция 17 экологическое законодательство. Защита окружающей среды
- •Нормирование в области охраны окружающей среды
- •Действия, направленные на регулирование качества окружающей среды
- •Защита атмосферы
- •Защита гидросферы. Основные методы очистки сточных вод
- •Защита литосферы
Классификация мутаций
Мутации (от латинского mutatio – перемена) – это изменение генов и хромосом, проявляющееся в изменении свойств и признаков организмов. Описал их в 1901 году голландский учёный Де Фриз. Он же заложил основы и теории мутаций. Процесс образования мутаций во времени и пространстве называется мутагенез [22]. Вещества, вызывающие мутации в клетках - мутагены.
В зависимости от происхождения различают спонтанные и индуцированные мутации.
Спонтанные мутации (самопроизвольное изменение в совокупности генов организма данного вида) – те мутации, которые возникают у организмов в нормальных природных условиях без видимых причин; они возникают как ошибки при воспроизведении генетического материала, поскольку редупликация не происходит с абсолютной точностью. Длительное время считалось, что спонтанные мутации являются беспричинными. Сейчас же пришли к выводу, что они являются результатом естественных процессов, протекающих в клетках. Они возникают в условиях природного радиоактивного фона Земли в виде космического излучения, радиоактивных элементов на поверхности Земли, радионуклидов в клетках организмов. Спонтанная мутация может возникнуть в любой период индивидуального развития и поразить любую хромосому или ген. Частота встречаемости спонтанных мутаций, например, 1:100000.
Индуцированные мутации возникают в результате действия мутагенов, нарушающих процессы, происходящие в клетке.
Если сравнить частоту спонтанных и индуцированных мутаций клеток организмов при обработке мутагеном и без него, то очевидно, что если частота мутаций повышается в 100 раз в результате воздействия мутагена, то одна мутация будет спонтанная, остальные индуцированные.
Мутации могут возникать на всех стадиях развития организма и поражать гены и хромосомы как в половых клетках, так и в соматических. Поэтому по типу клеток различают генеративные и соматические мутации [24]. Генеративные мутации происходят в половых клетках и в этом случае передаются следующим поколениям. Соматические мутации происходят в любых других соматических клетках организма; они провоцируют рак, нарушают иммунную систему, уменьшают продолжительность жизни. Соматические мутации не передаются по наследству. Большая часть канцерогенных веществ вызывает мутации в соматических клетках.
В зависимости от локализации в клетке различают генные и хромосомные мутации. Генные, или точечные, мутации заключаются в изменении индивидуальных генов (выпадение, вставка или замена одной пары нуклеотидов. Хромосомные мутации бывают нескольких видов и затрагивают:
изменение структуры хромосом (крупные перестройки в отдельных фрагментах ДНК):
• делеции (выпадение числа нуклеотидов);
• дупликации (повторение фрагментов ДНК, в результате чего происходит её удлинение);
• инверсии (поворот участка хромосом на 1800);
• транслокации (перенос участка хромосомы в новое положение в той или уже другой хромосоме).
Мутации, поражающие структуру хромосом, называют хромосомными перестройками, или аберрациями.
изменение количества хромосом:
• полиплоидия (увеличение кратного набора хромосом);
• гаплоидия (уменьшение всего набора хромосом);
• анеуплоидия (нарушение нормального количества хромосом из-за добавления или удаления одной или более хромосом).
Мутации, затрагивающие изменение числа хромосом в клетках организма, называются геномными. Геном – совокупность генов организма данного вида.
Мутационные процессы происходят не только у человека, но и у животных и растений. Поэтому мы рассматриваем общие закономерности. Хромосомные аберрации встречаются у растений, животных и человека. Ведут к нарушению здоровья. Полиплоидия встречается чаще у растений, у животных и человека – редка (число хромосом может увеличиваться в 3, 4, 5 раз). Гаплоидия встречается также в основном у растений (около 800 видов растений имеют гаплоиды), у животных - очень редка, у человека неизвестна. Анеуплоидия часто встречается у растений, у животных и у человека. Делеции – наиболее частые и опасные формы повреждения хромосом для человека. Некоторые дупликации вредны и даже летальны. Повтор сегмента хромосомы может быть малым, касаясь одиночного гена, или большим, затрагивая большое количество генов. Могут быть и безвредные дупликации. Транслокации происходят в результате разрыва хромосом. Могут иметь размеры от небольших до значительных.
Мутации могут оказаться незамеченными, если они затронули второстепенные участки наследственных структур, но могут приводить к серьёзным расстройствам, вплоть до гибели организма.
Возникшие повреждения в ДНК не обязательно реализуются в мутации. Они могут бесследно исчезнуть, благодаря существующей в клетке эффективной системе восстановления генетических повреждений (репарации). Проявление мутантного гена может быть подавлено действием другого гена. В этом случае мутантный ген может передаваться из поколения в поколение и проявиться только в случае, когда в зародышевой клетке встретятся два идентичных мутантных гена. Некоторые мутации проявляются только в определённых условиях существования. Например, при определённой температуре культивирования мутантных микроорганизмов.