Реферат: Физический мутагенез

Nа– число Авогадро,

<img width=«13» height=«17» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_i1029">– постоянная Планка, 6,62*10–27 эрг/с,

с – скорость света (3*108 м/с),

l – длина волны,

n – частота.



(*) – не пригодна для ДНК, которая содержит пурины, которые поглощая энергию не дают фотопродуктов.

На клеточном уровне законы фотохимии имеют ограничения:

<img width=«207» height=«41» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_i1030">

С точки зрения фотохимии доза одна и та же, но при первой дозе клетки выживают, при второй нет, так как за одну секунду не успевают включиться системы репарации. Высокие дозы не вызывают перекисного окисления жирных кислот.

У высших живых существ вещества, ослабляющие действие излучения – фотопротекторы. Многие растения содержат алкалоиды и кумарины, они усиливают процессы, вызванные радиацией. Эти вещества опастны для животных.

<img width=«136» height=«124» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">Источники излучения – солнечный свет, ртутные лампы, рентгеновское излучение, радиоактивные элементы.

Проникая в кожу, квант излучения оставляет шлейф ионизированного вещества.

Для оценки радиационного поражения используют две величины:

ЛПЭ – линейная передача энергии – энергия, переданная веществу (в электронвольтах) на 1 нм пробега частицы.

ЛПИ – линейная плотность ионизации – количество возникающих пар ионов на 1 нм пробега частицы.

g-излучение может разрывать сахарофосфатный остов, кольца пуринов и пиримидинов.

Фактор изменения дозы: <img width=«204» height=«44» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_i1031">
<img width=«186» height=«36» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_s1028"><img width=«158» height=«36» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_s1029">Модификаторы


Протекторы –

усиливают действие излучения.

(вещества и тиоловой группой, гистамин и др.)

Сенсибилизаторы –

ослабляют действие излучения.

(новокаин, резерпин, морфий)



Теория одной мишени – чем проще органическое существо, тем большие дозы облучения оно может выдерживать. (Пример: бактерии прособны выдержать 600 крад, мыши – 100 рад). ДНК – основной поглотитель мутагена.

1958 г. Альперт сформулировал теорию двух мишеней, в которой показал, что различие в чуствительности E. coli в атмосфере азота и кислорода зависит от того, что существуют две мишени (в азоте мишень – ДНК, 260 нм УФ; в кислороде – мембрана, 360 нм проявление кислородного эффекта). При проведении острых опытов, наблюдали мгновенную гибель, при проведении хронических опытов – гибель через несколько дней. Энергия воздействия лучей мала, но клетка усиливает дозу облучения. При малых дозах гибель клеток через несколько недель связана с активацией нуклеаз, нарушением ДНК-мембранного комплекса. Исследование семян и бактерий высокогорья показало, что при низких дозах облучения у них образуются фотопродукты иной структуры, чем те, что образуются при сильном облучении. (6,4-пиримидин-2-ОН – продукт высокогорных растений, в их спорах содержится продукт другой структуры). У дрожжей фотопродукты не образуются при облучении, а при вегетативном размножении в момент митоаз  происходит образование обыкновенных димеров. Бактерии, обитающие на голодной среде и имеющие один геном обречены на смерть при воздействии физического мутагена, тогда как содержащие несколько геномов способны выжить.

Действие инфракрасного излучения и шумов на клетки не изучено. Физические мутгены и их действие сильно зависит от предварительной эволюции организма. К постоянно действующим мутагенам виды выработали устойчивость. Физический мутагенез может не регистрироваться из-за быстрой гибели мутантных организмов.

Мутагенный ответ могут вызывать любые частицы, вызывающие ионизирующую радиацию (нейтроны, протоны, электроны).
Ионизирующие частицы
(образуются при распаде радиоактивного элемента)

<img width=«447» height=«52» src=«coolreferat.com/images/nopicture.png» v:shapes="_x0000_s1032 _x0000_s1031 _x0000_s1030">




a-частицы

(ядра атома
He
: 2

протона, 2 нейтрона). Задерживаются даже одеждой, но роговица глаза, эпителиальные клетки и сперма могут давать мутагенный ответ.

b-частицы

(быстрые электроны от
U238
или
Ra
). Обладают высокой проникающей способностью, проходят через кожу, оставляя шлейф возбужденных атомов, вторичная ионизация  привотит к мутагенному ответу.

g-частицы

(нейтроны). Максимальная проникающая способность.



Нейтроны обладают очень высокой проникающей способностью. По мутационному ответу превосходят a — и b-частицы. Измеряются в следующих единицах: Кюри слишком крупные единицы, их заменили на Беккерель. БЭР (единица поглощения) – биологический эквивалент рада. Сейчас измеряют в зиветрах. Одна доза разного излучения имеет разный биологический ответ.

1 грей рентгеновского излучения равено одному зиверту.

1 грей нейтрино равен 10 зивертам.

Последствия облучения: смерть, мутация соматических клеток → рак, мутация половых клеток → уродство потомства.

Смерть может наступать трех типов:

1.     Через несколько часов в результате поражения сосудов мозга и нервов (цереброваскуляция).

2.     Через 1–2 недели – кишечный синдром в результате гибели клеток кишечника.

3.     Гибель организма через 2–3 месяца. Гематоэнцефалический синдром. Кроветворные клетки костного мозга умирают.

Все уродства при облучении затрагивали только костную систему (16 млн. мышей).  Млекопитающие устойчивы к малым дозам радиации, но к большим – нет. В географический зонах с высоким уровнем радиации популяции адаптируются (Дельта Нила, Денвре, Рио–де–Жанейро).

Существуют два способа радиации: облучение снаружи и через внутренности (через легкие и пищеварительную систему). Радиация проникает через порезы, не защищенные эпителием. Дейтерий и тритий радиоактивны. Входя в состав молекул воды, способны вызывать мутагенез. Живая вода является антиоксидантом, вызывает усиленную регенерацию. Грибы способны накапливать радионуклеиды в плодовых телах.