Мутагендік факторлар

Мутагенез

Мутацияның пайда болу кезеңі мутагенез деп, ал нәтижесінде пайда болған организм мутант деп аталады. Таза шартты түрде спонтанды және жасанда мутацияларды ажыратады. Ортаның табиғи жағдайында пайда болған мутациялар спонтанды деп, ал эксперименттік жолмен алынған мутациялар жасанды деп аталады. Мутация кез-келген клеткада пайда бола алады. Мутация осыған орай генеративтік және сомалық мутацияларды ажыратады. Генетикалық тұрғыдан бізді генеративтік мутация қызықтырады, өйткені тек жыныс клеткасында пайда болған өзгеріс келесі ұрпақтарға тұқымқуалай алады. Дене клеткаларында пайда болған мутациялар тұқым қуаламайды деп саналады.

[pic 1]

Мутагендер ең алдымен организмнің генетикалық материалына әсер етеді, соның салдарынан барып фенотип өзгереді. Мутагендік факторларды физикалық, химиялық және биологиялық деп бөледі.

Сыртқы ортаның генетикалық аппаратқа әсер ету проблемасы биологияда бұрыннан белгілі болатын. XVIII ғ. К. Вольф және XIX ғ. басында Ж. Ламарк тұқым қуалайтын өзгергіштікке сыртқы орта факторлары басты рөл атқарады деген тезисті қалыптастырды. Алайда XIX ғасырдың соңына дейін ортаның тұқымқуалайтын  өзгергіштікке әсерін зерттеу ғылыми теорияға негізделмеді.

                          Мутагендік факторлар.

Қазіргі кезде әр түрлі радиациялық сәулелердің, химиялық қосылыстардың және басқа агенттердің мутация пайда болуына әсері толық дәлелденді. Жасанды мутагенездің факторлары болып, мутагендер саналады. Мутагендер деп мутация типтерінің пайда болуына әкелетін факторларды түсіндіреді. 1987 жылы Г. Миллер дрозафиллаға рентген сәулесімен әсер етіп , жасанды мутагенез мүмкіндігін алғаш рет сенімді дәлелдеді. Осыдан кейін басқа физикалық және химиялық мутагендік факторларды жан-жақты зерттеу басталады.

                            Радиациялық мутагендер.

Мутагендердің бұл класына негізінен йондаушы және ультракүлгін сәулелер жатады. Йондаушы сәуле немесе радиацияға рентген, γ- және α-сәулелер, протондар, жылдам электрондар және нейтрондар жатады.

Йондаушы сәулелер өздерінің әсер ету сипатына байланысты аталады: кез-келген заттың электрондарын ұшырып, оларды йондайды. Мұнда заттың атомы оң зарядталған йонға айналады. Өз кезегінде еркін электрондар басқа атомдармен әрекеттесіп оларды теріс зарядты йонға айналдыруы мүмкін. Пайда болған йондардың екі типі өздерінің бос радикалдарымен келесң химиялық реакциялардың өтуіне қолайлы жағдай туғызады. Мұның салдарынан геннің мутациясы және хромосомалардың үзілуі , өтуі мүмкін .

Генетикалық аппараттық мутацияға ұшырауы үшін тірі организмдердің негізгі құрама бөлігі судың йондалуының әсері үлкен. Йондалған су - Н2О + жоғары реакциялық қабілетке ие болады, нәтижесінде сутек асқын тотығының (H2O2) көп мөлшерде түзілуі байқалады.

Әр түрлі атомдық радиациялар өткен кезде оған энергияны әр түрлі жолмен береді. Рентген және γ-сәулелердің жоғарғы энергиялы кванттары атомдардың жолдарымен сирек қақтығысады, сондықтан мұндай радиация сирек йондаушы радиация деп аталады.

Нейтронның затпен әрекеттесуі күрделі. Электр заряды жоқ болғандықтан нейтрондар атомдардың ядросымен ғана әрекеттесе алады. Рентген және γ-сәулелерге қарағанда нейтронның әсерінен түзілген йондар траекторияның бойында тығыз шоғырланады. Ауыр зарядталған протон, α-сәулелердің әсері нейтрондікімен ұқсас, бірақ олардың йондары заттың ұзына бойында емес, жеке орындарда тығыз шоғырланады. Олар атом ядросымен жиі қақтығысады, осы себептен өздерінің энергиясын тез жоғалтады және затқа терең өте алмайды, сондықтан олар нейтрондармен қатар тығыз йондаушы радиация деп аталады.

Электрондар энергиясына байланысты аралық күйде болады : олардың энергиясы көп болған сайын өткізгіштігі артады, демек йонизация тығыздығы кеми түседі. Керісінше, электрон өз жолының соңында энергиясынан айырылғаннан кейін тығыз йондар қабатын түзеді.

Мутагенді йондаушы сәулелелер қатарына атом бомбасы жарылуынан кейін түсетін радиоактивті шөгінділер жатады. Херосима мен Нагосакиде атомдық жарылысты басынан өткізген адамдарды зерттеу оларда құрылымдық мутацияның әр түрлі типтері жиі жиілікпен кездесетінін дәлелдеді, нәтижесінде лейкемия, өкпенің, сүт және қалқанша бездің және ас қорыту жүйесінің рак аурулары дамиды. 60-жылдары ядролық қаруды ауада, суда және құрлықта сынау салдарынан біздің планетамыздың барлық елдерінде радиоактивтік шөгінді түсуі байқалады. Сонымен қатар жоғары индустриялы елдерде атом электр станциялары ерекше проблема туғызады. 1986 жылы Чернобль атом электр станциасындағы радиоактивті заттардың едәуір мөлшері бөлінді. Осындай адам әрекеті арқылы пайда болған радиациялық фонның генетикалық ақпаратқа тигізетін үлкен зиянды әсерін болдырмау кешенді проблема болып саналады. Атомдық жарылыс сыналған аймақтарда (Семей, Невада, Лобнор т.б.) және кейбір жағдайларда атом электр станцияларының маңында қатерлі ісік ауруларының жиі байқалатыны қазіргі кезде құпия емес.