3) Явища мутагенезу та канцерогенезу в Українї після Чорнобильської катастрофи.

Мутагенез

Мутагенез — процес виникнення або штучного одержання успадковуваних змін у геномах осіб, які проявляються через зміни у фенотипах. Мутагенез є наслідком пошкодження у молекулах ДНК, пошкоджень хромосом або порушень процесів поділу клітин.Зміст [сховати]

Види мутагенезу

Розрізняють такі види мутагенезу:

• природний (спонтанний), що відбувається внаслідок дії зовнішніх чинників середовища або фізіолого-біохімічних змін у живому організмі;

• штучний (індукований), зумовлений спрямованою дією різних фізичних або хімічних чинників для одержання мутацій.

Найважливішими характеристиками мутагенезу є частота виникнення мутацій та їхня специфічність, тобто можливість повторного одержання однакових мутацій внаслідок дії одного і того самого чинника. Як правило, хімічні і фізичні мутагенні чинники навіть за високої частоти характеризуються низькою специфічністю. Штучний мутагенез залежить від дози і концентрації чинника (мутагена), тривалості його дії, наявності систем репарації пошкоджень у генетичному матеріалі (ДНК), а також відповідності мутацій конкретним умовам середовища (адаптивні мутації). Мутагенез може проявлятися відразу після дії чинника або із затримкою у часі, яка може тривати навіть кілька поколінь.

Способи мутагенезу

1) Неспрямований мутагенез

Методом неспрямованого мутагенезу до послідовності ДНК вносяться зміни з певною ймовірністю. Мутагенними факторами можуть бути різноманітні хімічні і фізичні впливи – мутагенні речовини, ультрафіолет, радіація. Після отримання мутантних організмів здійснюють виявлення (скринінг) та добір тих, які задовольняють меті мутагенезу. Неспрямований мутагенез є трудомістким та його проведення виправдане, якщо розроблена система скринінгу мутантів.

2) Спрямований мутагенез

При спрямованому (сайт-специфічному) мутагенезі зміни у ДНК вносяться у наперед відомий сайт. Для цього синтезують короткі одноланцюгові молекули ДНК (праймери), комплементарні цільовій ДНК за виключенням місця мутації.

3) Мутагенез за Кункелем

Для бактеріальної плазміди (позахромосомної кільцьової ДНК) отримують уридинову матрицю, тобто таку саму молекулу, в якій залишки тиміну замінені на урацил. Праймер утворюють на матриці, проводять його добудову in vitro за допомогою полімерази до кільцьової ДНК, які комплементарна уридиновій матриці. Трансформують двохланцюгову гібридну ДНК бактеріальної клітини, всередині якої уридинова матриця руйнується як чужорідна та на мутантній одноланцюговій кільцьовій ДНК добудовують другий ланцюг. Ефективність такого способу мутагенезу становить менше 100%.

4) Мутагенез за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЦР)

ПЦР дозволяє здійснювати сайт-спрямований мутагенез з використанням пари праймерів, які несуть матрицю, а також випадковий мутагенез. В останньому випадку помилки у послідовність ДНК вносяться полімеразою в умовах, які знижують її специфічність.

Значення

Один з найважливіших прийомів експериментальної генетики. Мутагенез широко використовується для вивчення білків і поліпшення їх властивостей (спрямованої еволюції). У селекції мутагенез використовують для отримання перспективних мутантів тварин, рослин і мікроорганізмів. Мутагенез, як інструмент мінливості, вважається одним із рушійних чинників еволюції.

Канцероген, він же карціноген - хімічна (речовина) чи фізична (випромінювання) вплив на організм людини або тварини, що підвищує ймовірність виникнення злоякісних новоутворень (пухлин).

Найбільш відомий фізичний канцероген - іонізуючі випромінювання.

Серед хімічних канцерогенів найчастіше називають наступні:

• Нітрати, нітрити. Надходять в організм з переудобреннимі азотом овочами, наприклад парниковими. У шлунково-кишковому тракті нітрати можуть перетворюватися в нітрити. Нітрити, вступаючи в реакцію з амінами, утворюють канцерогенні нітрозаміни. Нітрити додають також у ковбаси та консерви .

• Бензопірен. Утворюються при смаженні і при приготуванні їжі на грилі. Їх багато в тютюновому димі. Продукти білкового піролізу утворюються при тривалому нагріванні м'яса в духовці. Знайдено також в продуктах піролізу деревини та деяких інших органічних продуктів.

• Пероксиди. Утворюються в прогірклим жирах і при сильному нагріванні рослинних масел.

• Афлатоксини. Смертельно небезпечні мікотоксини, що відносяться до класу полікетідов. Виробляють токсин гриби декількох видів роду аспергилл ростуть на зернах, насінні і плодах рослин з високим вмістом олії (наприклад, на насінні арахісу) та інших субстратах. З усіх біологічно вироблених отрут афлатоксини є найсильнішими гепатоканцерогенамі з виявлених на сьогоднішній день. При попаданні в організм високої дози отрути смерть настає протягом декількох діб через необоротних уражень печінки.

• Діоксини. Хлорорганічні сполуки, що утворюються при спалюванні побутового сміття.

• Вінілхлорид. Речовина є надзвичайно вогненебезпечним і вибухонебезпечним, виділяє при горінні токсичні речовини. Надає на організм людини канцерогенну, мутагенну і тератогенну дію.

• Бензол. Токсична та канцерогенна речовина. Пари бензолу можуть проникати через неушкоджену шкіру. Якщо організм людини піддається тривалому впливу бензолу в малих кількостях, наслідки також можуть бути дуже серйозними. У цьому випадку хронічне отруєння бензолом може стати причиною лейкемії (раку крові) та анемії (нестачі гемоглобіну в крові). Бензол входить до складу бензину, широко застосовується в промисловості, є вихідною сировиною для виробництва різних пластмас, синтетичної гуми, барвників.

• Формальдегід. Володіє токсичністю і робить сильний негативний вплив на центральну нервову систему. Формальдегід внесений до списку канцерогенних речовин ГН 1.1.725-98 в розділі «ймовірно канцерогенні для людини», при цьому доведено його канцерогенність для тварин.

• Кадмій. Кумулятивний отрута (здатний накопичуватися в організмі). Є канцерогеном. Сполуки кадмію отруйні.

• Миш'як. Отруйна і канцерогенна речовина. Всі з'єднання миш'яку отруйні.

• Шестивалентний хром. Шестивалентний хром є визнаним канцерогеном при вдиханні.

• Азбест. Деяким особняком серед канцерогенів варто азбест. Його складно віднести до хімічних канцерогенів, які, як правило, є хімічно активними речовинами. Канцерогенність азбесту навпаки виражається в тому, що живий організм не в змозі вивести мікроскопічні, вкрай хімічно інертні, частки цієї речовини.

Про Чорнобильську катастрофу

Гостра променева хвороба

Було зареєстровано 134 випадки гострої променевої хвороби серед людей, що виконували аварійні роботи на четвертому енергоблоці. У багатьох випадках променева хвороба ускладнювалася променевими опіками шкіри, викликаними β-випромінюванням. Протягом 1986 року від променевої хвороби померло 28 чоловік[28]. Ще дві людини загинули під час аварії з причин, не пов'язаних з радіацією, і один помер, ймовірно, від коронарного тромбозу. Протягом 1987—2004 року померло ще 19 чоловік, проте їх смерть не обов'язково була викликана перенесеною променевою хворобою.

Онкологічні захворювання

Щитовидна залоза — один з органів, найбільш схильних до ризику виникнення раку в результаті радіоактивного забруднення, оскільки вона накопичує йод-131; особливо високий ризик для дітей. У 1990—1998 роках було зареєстровано більше 4000 випадків захворювання раком щитовидної залози серед тих, кому у момент аварії було менше 18 років[33]. Враховуючи низьку вірогідність захворювання в такому віці, частину з цих випадків вважають прямим наслідком радіації. Експерти Чорнобильського форуму ООН вважають, що при своєчасній діагностиці і правильному лікуванні ця хвороба становить не дуже велику небезпеку для життя, проте щонайменше 15 чоловік від неї вже померло. Експерти вважають, що кількість захворювань раком щитовидної залози буде зростати ще протягом багатьох років.

Деякі дослідження вказують на збільшення числа випадків лейкемії і інших видів раку (окрім лейкемії і раку щитовидної залози) як у ліквідаторів, так і у жителів забруднених районів. Ці результати суперечливі і часто статистично недостовірні, переконливих доказів збільшення ризику цих захворювань, пов'язаної безпосередньо з аварією, не виявлено. Проте спостереження за великою групою ліквідаторів, проведене в Росії, виявило збільшення смертності на декілька відсотків.

З досвіду, отриманого раніше, наприклад, при спостереженнях за постраждалими при ядерних бомбардуваннях Хіросіми (див. Ядерне бомбардування Хіросіми) і Наґасакі, відомо що ризик захворювання лейкемією знижується після декілька десятків років після опромінення. У випадку інших видів раку ситуація зворотна. Протягом перших 10-15 років ризик захворіти невеликий, а потім збільшується. Проте не ясно, наскільки можна застосовувати цей досвід, оскільки більшість постраждалими в результаті чорнобильської аварії отримали значно менші дози.

Спадкові хвороби

Кількість дітей з синдромом Дауна, що народилися в Білорусії в 80-х —90-х роках. Зверніть увагу на пік частоти появи захворювання в січні 1987 року

Різні громадські організації повідомляють про дуже високий рівень вроджених патологій і високої дитячої смертності в забруднених районах. Згідно з доповіддю Чорнобильського форуму, опубліковані статистичні дослідження не містять переконливих доказів цього.

Було виявлено збільшення числа вроджених патологій в різних районах Білорусі між 1986 і 1994 роками, проте воно було приблизно однаковим як в забруднених, так і в чистих районах. У січні 1987 року було зареєстровано незвично велике число випадків синдрому Дауна, проте подальшої тенденції до збільшення захворюваності не спостерігалося.

Дитяча смертність дуже висока у всіх трьох країнах, які найбільше постраждали від чорнобильської аварії. Після 1986 року смертність знижувалася як в забруднених районах, так і в чистих. Хоча в забруднених районах зниження в середньому було повільнішим, зміна значень, що спостерігався в різні роки і в різних районах, не дозволяє говорити про чітку тенденцію. Крім того, в деяких забруднених районах дитяча смертність до аварії була істотно нижча середньої. У деяких найбільш забруднених районах відмічено збільшення смертності. Неясно, чи зв'язано це з радіацією або з іншими причинами — наприклад, з низьким рівнем життя в цих районах або низькою якістю медичної допомоги.

В Україні, Білорусі та Росії проводяться додаткові дослідження, результати яких ще не були відомі до моменту публікації доповіді Чорнобильського форуму.

Експонат музею «Чорнобиль». Мутації у людей та тварин могли почастішати у результаті катастрофи. Незважаючі на подібні твердження ВОЗ заявляє, "діти народженні від батьків, що були опромінені не показали статистично значимих змін у частоті мутацій."

Інші хвороби

За результатами деяких досліджень, ліквідатори і жителі забруднених районів схильні до підвищеного ризику різних захворювань, таких як катаракта, серцево-судинні захворювання, зниження імунітету. Експерти Чорнобильського форуму прийшли до висновку, що існує зв'язок між можливістю захворіти катарактою з опроміненням після аварії встановлена досить достовірно. Відносно інших хвороб потрібні додаткові дослідження з ретельною оцінкою впливу різних чинників.