Химический мутагенез

Мутагенез (от лат. mutatio изменение + греч. Genna; рождать, производить) — возникновение мутаций — внезапных качественных изменений генетической информации. В качестве синонима понятия «мутагенез» часто используют понятие «мутационный процесс». Под мутационным процессом, как правило, подразумевают не только процесс возникновения мутаций, но и их накопление, распространение и элиминацию. Новые мутации являются источником мутационной изменчивости и чрезвычайно важны с точки зрения профилактики и лечения наследственных болезней. Мутагенезом в ряде случаев называют также раздел генетики, предметом изучения которого являются закономерности образования мутаций.
В основе мутагенеза лежат изменения в молекулах нуклеиновых кислот, хранящих и передающих наследственную информацию. Эти изменения выражаются в виде генных мутаций или хромосомных перестроек. Кроме того, возможны нарушения митотического аппарата клеточного деления, что ведет к геномным мутациям типа полиплоидии или анеуплоидии.
Мутации возникают не мгновенно. Вначале под воздействием мутагенов возникает предмутационное состояние клетки. Различные репарационные системы стремятся устранить это состояние, и тогда мутация не реализуется. Основу репарационных систем составляют различные ферменты, закодированные в генотипе клетки (организма). Таким образом, мутагенез находится под генетическим контролем клетки; это – не физико-химический, а биологический процесс.
Термин «мутация» был предложен голландским ученым де Фризом (Н. de Vries) в 1901 г. Различают спонтанные мутации, возникающие с относительно низкой частотой, а также индуцированные мутации, вызываемые воздействием мутагенных агентов (мутагенов). Существует три группы мутагенов: физические, химические и биологические...

"Однако в своем реальном существовании живое окружено тесным сплетением различных внешних влияний, нормальных и аномальных, среди которых находятся раздражители, способные сами вызывать наследственную изменчивость. Какая же доля изменений приходится на возникающие эндогенно, под знаком статистики, которая тому эквивалентна, и какая часть спонтанного мутагенеза обусловлена физическими, химическими, температурными и прочими раздражителями? Мы полагаем, что первое место в спонтанной изменчивости принадлежит химическому началу, но не только потому, что оно является чрезвычайно разнообразным, и не потому даже, что у многих живых существ найдены природные мутагены в виде алкалоидов, глюкозидов, эфиров, токсинов. Все это есть и производит сильное впечатление, но не должно относительно всех организмов считаться правилом. Химические мутагены в спонтанном мутагенезе стоят на первом месте по другой причине, а именно в силу своеобразных свойств многих промежуточных продуктов основного синтеза... с геном прямо взаимодействуют не энзимы, а именно промежуточные продукты ферментативного синтеза"( И. А. Рапопорт Микрогенетика. М., 1965. 392 с.)
Действие мутагенов, рассеянных в окружающей среде, вызывает увеличение частоты возникновения мутаций, что ведет к росту так называемого генетического груза, выражающегося в увеличении наследственной патологии, а также частоты онкологических заболеваний.
Задачи науки на ближайшие время определяются как уменьшения генетического груза путем предотвращения или снижения вероятности мутаций и устранения возникших в ДНК изменений с помощью генной инженерии. Генная инженерия - новое направление в молекулярной биологии, появившееся в последние время, которое может в будущем обратить мутации на пользу человеку, в частности, эффективно бороться с вирусами. Уже сейчас существуют вещества называемые антимутагены, которые приводят к ослаблению темпов мутирования. Успехи современной генетики находят применение в диагностики, профилактике и лечении...