36. Классификация мутагенов, химический и радиационный мутагенез.

Мутагены (от лат. mutatio — изменение и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей.

Классификация

Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:

Физические мутагены

• ионизирующее излучение (рентгеновское- и гамма-излучения);

• электромагнитное излучение (ультрафиолетовое, в некоторых случаях - видимый свет);

• радиоактивный распад;.

Химические мутагены

Химические мутагены являются самыми распространёнными в группе. К ним относятся следующие группы соединений:

• некоторые алкалоиды: колхицин — один из самых распространённых в селекции мутагенов, винкамин, подофиллотоксин;

• окислители и восстановители (нитраты, азотистая кислота и её соли — нитриты, активные формы кислорода);

• алкилирующие агенты (например, иодацетамид, эпоксибензантрацен);

• нитропроизводные мочевины: нитрозометилмочевина, нитрозоэтилмочевина, нитрозодиметилмочевина — часто применяются в сельском хозяйстве;

• этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат;

• некоторые пестициды (пестициды группы альдрина, гексахлоран);

• некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды (бензол и т.п.), цикламаты);

• продукты переработки нефти;

• органические растворители;

• лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК).

Биологические мутагены

• специфические последовательности ДНК  — транспозоны;

• некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);

• продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

• антигены некоторых микроорганизмов.

Химический мутагенез

Химический мута­генез был открыт позже физического, в 1940 году. Честь его открытия принадлежит уроженцу Чернигова, выдающемуся генетику Иосифу Абрамовичу Раппопорту (1912—1990), кото­рый выращивал дрозофил на среде, содержащей формальдегид.

Механизм действия химических соединений во многом напоминает действие излучения, только в этом случае химически активные вещества не образуются в клетке под действием внешней энергии, а проникают в неё как чужеродные вещества, после чего начинают реагировать с ДНК, изменяя её структуру. При последующих репликациях ДНК возникают мутации. Есть особые формы химических мутагенов, которые не изменяют первичную структуру ДНК, а образуют с ней комплексы. В этих местах также происходят нару­шения синтеза ДНК.

Химический мутагенез имеет много общего с физическим. В частности, чем выше доза химического воздействия, тем больший выход мутаций. Но есть и ряд особенностей. Во-первых, химические мутагены действуют более специфично, часто вызывая мутации определённого типа. Во-вторых, у них пролонгированный эффект. Это значит, что мутации могут проявиться через несколько клеточных делений или даже через два-три поколения потомков. 

Одним из самых массовых и опасных химических мутагенов является полициклический углеводород бензопирен, который содержится в бензине, а также образуется при горении никотина. Это очень устойчивое соединение, а потому опасно тем, что может накапливаться в окружающей среде или организме. Поэтому даже минимальные его дозы рано или поздно могут привести к мутагенным и канцерогенным (от лат. канцер — рак и генезис) эффектам. Именно этому веществу мужчины-курильщики обязаны часто возникающему у них бесплодию.