Мутагенный фактор способный вызвать рак

Содержание
  1. Мутагены, вызывающие рак
  2. Что вызывает рак? Мутаген
  3. Сегодняшние мутагены, вызывающие рак
  4. Что такое мутагенный фактор и чем он опасен?
  5. Что такое мутагенные факторы?
  6. Виды мутагенов
  7. Мутагенные факторы. Примеры
  8. Несколько слов о процессе мутагенеза
  9. Как защитить себя от воздействия мутагенов?
  10. Мутации генов при раке
  11. Молекулярный профиль опухолевой ткани
  12. Мутации генов при раке: зачем их определять?
  13. Враг — снаружи
  14. Мутации без эволюции — тупиковый путь. К смерти
  15. Простая арифметика
  16. Биология и медицина
  17. Мутагенные агенты, как они действуют, типы и примеры / биология
  18. Что такое мутация?
  19. Всегда ли мутации смертельны??
  20. Как возникают мутации?
  21. Типы мутагенных агентов
  22. Химические мутагены
  23. Аналогичные основы
  24. Агенты, которые реагируют с генетическим материалом
  25. Интерстициальные агенты
  26. Окислительные реакции
  27. Физические мутагены
  28. Биологические мутагены
  29. Как они действуют? Виды мутаций, вызванных мутагенными агентами.
  30. Таутомеризация оснований
  31. Включение аналогичных баз
  32. Прямое действие на базах
  33. Добавление или удаление баз
  34. Интеркалирующими агентами
  35. Ультрафиолетовое излучение
  36. ссылки
  37. Физические мутагены
  38. Химические соединения – канцерогены
  39. Продукты, содержащие мутагены
  40. Биологические типы мутагенов, провоцирующих рак

Мутагены, вызывающие рак

Мутагенный фактор способный вызвать рак

Мутагены – это факторы внешней или внутренней среды, провоцирующие увеличение числа клеточных мутаций, что в результате приводит к образованию раковой опухоли.

В процессах формирования злокачественного новообразования ключевую роль играет необратимое изменение генетического материала ткани пораженного органа.

Мутагены, вызывающие рак принято разделять в зависимости от их природного состояния.

Что вызывает рак? Мутаген

Генетическая информация каждой клетки находится в ДНК, которая представляет собой определенную последовательность аминокислот.

Воздействие ионизирующего излучения или химических веществ провоцирует нарушение структуры ДНК-гена.

Данные мутагены, вызывающие рак, служат пусковым механизмом атипичного и бесконтрольного деления мутированных клеток. Следует отметить, что видоизмененная клетка практически лишена возможности к восстановлению.

К ознакомлению: Как не заболеть раком: 10 советов

Сегодняшние мутагены, вызывающие рак

Физические мутагены

Первыми открытыми факторами были: ионизирующее излучение, радиоактивный распад и ультрафиолетовые лучи. Мутагенное действие такого излучения заключается в проникающей способности небольших заряженных частиц, которые вызывают одиночные или двойные разрывы цепочки ДНК-гена.

Канцерогенная активность физических мутагенов измеряется по количеству и глубине проникновения радиоактивных частиц. Так, например, ультрафиолетовые лучи поражают поверхностные слои кожи, вызывая при этом меланому, плоскоклеточный и базальноклеточный рак.

Альфа и гамма излучение провоцируют учащение мутаций во всех органах и системах организма.

Химические канцерогены

К этой группе относятся химические вещества, вызывающие рак. Данные мутагены могут быть прямого действия (клеточные мутации формируются при непосредственном контакте химического соединения с тканью) и непрямого воздействия, при котором канцерогенные изменения в органах происходят в результате распада химического вещества.

Недавние исследования шведских врачей-онкологов выявили продукты, вызывающие рак:

Канцерогенными качествами в этих продуктах обладают нитраты и консерванты. Установлено, что даже незначительное увеличение в рационе питания продуктов переработанного мяса на 40% повышает вероятность рака желудочно-кишечного тракта. Еще одни существенные мутагены, вызывающие рак – это токсические продукты копчения.

Жиры, образованные в процессе термической обработки продуктов питания.

Особенную опасность для организма представляют перегретые жиры, которые образовавшийся при повторном разогревании пищи или многократно использовании подсолнечного масла.

Данные мутагены часто служат причиной развития злокачественного поражения молочной и поджелудочной желез. Обезвредить канцерогенное воздействие жиров может включение в диету продуктов растительного происхождения богатые на клетчатку.

Важно знать: Как начинается рак?

  • Жареные продукты и особенно чипсы

По сути жареный картофель на столько же опасен как и мясо. В этом продукт источником канцерогенов является акриламид, который образовывается в процессе обжарки. Наибольшее количество мутагенов такого типа находится в чипсах, пирожках т.п. О повышенном содержании канцерогенов сигнализирует румяная корочка картофеля.

Повышенному риску развития рака желудка подвержены преимущественно мужчины, любители соленых продуктов. Частота развития онкологии среди этой категории возрастает в три раза, что в количеством значении составляет один случай на каждые 500 человек. При этом у представительниц слабой стати частота злокачественных новообразований насчитывает одно заболевание на две тысячи.

В большинстве подобных продуктов наблюдается повышенное содержание канцерогенных ингредиентов.

В подтверждение данного факта недавнее исследование соевых соусов, которые продаются в Евросоюзе, выявило в 35% высокое, в 14% запредельное содержание мутагенов, вызывающих рак.

Врачи рекомендуют приобретать соевые продукты, полученные с помощью ферментации, о чем должно быть указано на упаковке товара.

Вдобавок, не стоит забывать об опасности продуктов, содержащих ГМО, поскольку они также содержат в себе мутаген.

Биологические мутагены

Эти факторы включают вирусы, вызывающие рак. На сегодняшний день науке известно два вида канцерогенных фактора биологического происхождения:

  1. ДНК-содержащие вирусы. Характерной особенностью данных частиц является проникновение вируса в структуру ДНК клетки, в результате чего нарушается природный процесс деления. В конечном итоге биологический мутаген, вызывающий рак, приводит к нагромождению атипичных тканей в пораженном участке тела.
  2. РНК-содержащие вирусы. Эта группа мутагенов называется ретровирусами. Специфика ретрогенной инфекции заключается в образовании копии ДНК с нарушенной генетической структурой. Повышенное количество таких элементов в организме может привести к активации заболевания.

В онкологической практике принято различать следующие этапы вирусного канцерогенеза:

  • Проникновение вируса в клетку.
  • Включение вирусных частиц в ДНК.
  • Насыщение патологическим геномом.
  • Трансформация здоровой клетки в операцию и образование опухоли.

На сегодняшний день научные изыскания направлены на то, чтобы изучить мутагены, вызывающие рак, поскольку урегулирование процессов бесконтрольного деления клеток лежит в основе кардинального и окончательного излечения больных от онкологических заболеваний.

Источник: https://orake.info/mutageny-vyzyvayushhie-rak/

Что такое мутагенный фактор и чем он опасен?

Мутагенный фактор способный вызвать рак

Мутация всегда происходит внезапно. Генетический материал организма изменяется: что-то происходит внутри хромосом или генов, и эти перемены обычно видны невооруженным глазом. В некоторых случаях последствия тяжелы, а иногда для организма возможен летальный исход. Мутация не возникает сама по себе. Причиной всегда становится мутагенный фактор.

Что такое мутагенные факторы?

Изменения, происходящие в генах и хромосомах, изучает наука генетика. Она же и дает научное определение мутагенам.

Мутагенные факторы – это химические или физические агенты, вызывающие изменения генетического материала клетки. Природа этих агентов может быть различной, на этом положении и основывается их классификация.

Виды мутагенов

В зависимости от их происхождения выделяют физические, химические и биологические мутагены. Любой мутагенный фактор можно отнести к одной из этих трех основных групп.

Воздействие враждебных клетке агентов может быть направлено непосредственно на ДНК, и тогда молекула генетического материала теряет исходную структуру.

Некоторые мутагены вмешиваются в процесс деления клетки, и в результате наследственный материал распределяется неправильно. Существуют, однако, и вещества, которые сами по себе к мутагенам отнести нельзя.

Но воздействие на такое химическое соединение определенных ферментов превращает его в самый настоящий мутагенный фактор. Эти вещества, имеющие мутагенный «потенциал», называют промутагенами.

Мутагенные факторы. Примеры

К мутагенам физического происхождения можно отнести источники ионизирующих излучений, воздействие ультрафиолета, аномально высокие или низкие температуры, влажность.

К примеру, волны ультрафиолетового излучения, имеющие длину свыше 260 нм, поглощаются клеткой листа растения и вызывают образование в ней нехарактерных пиримидиновых димеров (соединений в цепи ДНК), которые, в свою очередь, становятся причиной ошибок в считывании генетического материала. В результате новые клетки получают молекулы ДНК с «неправильной» структурой.

Многие химические вещества относятся к мутагенам и промутагенам. Примерами могут служить активные формы кислорода, нитраты и нитриты, некоторые металлы, лекарства и те вещества, которых до появления человечества в природе не существовало (бытовая химия, пищевые добавки и консерванты).

К примеру, беременная женщина может не знать о своем положении и принимать некоторые антибиотики, опасные для плода. В результате у ребенка могут развиться врожденные заболевания, вызванные мутациями.

К биологическим мутагенам относятся вирусы, бактерии, продукты жизнедеятельности некоторых простейших и паразитов.

Результатом воздействия таких биологических агентов на клетку является процесс, который называется инфекционным мутагенезом.

К примеру, бактерия Helicobacter pylori, живущая в кишечнике и желудке человека, может вызывать воспалительные процессы на слизистой.

Воспаление изменяет нормальный ход окислительно-восстановительных процессов в поврежденных клетках, что меняет и структуру генетического материала в них. Нарушаются процессы восстановления ДНК и ход нормального деления молекулы. Результат – мутации.

Несколько слов о процессе мутагенеза

Мутагенез – это сам процесс возникновения мутации. Какими же механизмами он может происходить?

Самые сильные мутагенные факторы вызывают так называемую хромосомную нестабильность. В результате генетический материал либо распределяется в разделившихся клетках неравномерно, либо изменяется сама структура хромосомы. К примеру, две хромосомы под воздействием агрессивного агента обмениваются своими участками.

Мутагенный фактор может также изменить последовательность нуклеиновых кислот ДНК. Интересно, что такие мутации оказываются летальными или являются причиной очень серьезных заболеваний, когда затронуты важные нуклеотиды, но могут они происходить и без патологий, если такие последовательности нуклеиновых кислот не повреждаются.

Как защитить себя от воздействия мутагенов?

Мутагенные факторы не вездесущи, поэтому предпринять определенные меры профилактики все же будет полезно.

Антиоксиданты – важная группа соединений, препятствующих воздействию канцерогенов. Они могут помочь и защититься от разного рода враждебных химических агентов. Примерами антиоксидантов являются витамины А, В и Е, бета-каротины и флавоноиды. Эти вещества в очень большом количестве содержатся в овощах и фруктах, а также в зеленом чае.

Важно стараться защищать себя от воздействия неблагоприятных физических агентов, таких как УФ-излучение или табачный дым. К примеру, в Австралии проживает очень большое количество светлокожих людей, и там часто стоит солнечная погода. Процент заболевших меланомой в этой стране, к сожалению, высок.

С осторожностью нужно принимать антибиотики, внимательно относиться к продуктам питания и стараться свести к минимуму потребление консервантов. Идеально, конечно же, было бы придерживаться принципов здорового питания.

Мутагенные факторы среды сильны. Однако защитить себя от их воздействия вполне реально, если внимательно относиться к своему здоровью.

Источник: https://FB.ru/article/169537/chto-takoe-mutagennyiy-faktor-i-chem-on-opasen

Мутации генов при раке

Мутагенный фактор способный вызвать рак

Причина и следствие. Мутации генов при раке лежат в основе возникновения опухоли и являются причиной неблагоприятных исходов болезни, но знание генных нарушений помогает выбрать оптимальный вариант терапии.

Для начала надо четко понимать: главная причина появления предраковых и опухолевых клеток – мутации генов при раке. Реже генетические нарушения передаются по наследству, чаще это следствие длительного действия канцерогенных факторов (приобретенные генные нарушения).

Наличие каких-либо врожденных или приобретенных мутаций вовсе не означает, что злокачественное новообразование обязательно будет, но если имеются онкогенные дефекты в ДНК, то риск онкологии очень высок (особенно, если плохая наследственность сочетается с негативным влиянием внешних канцерогенов).

Чаще всего мутации генов при раке влияют на возникновение нескольких видов злокачественных новообразований. Например, нарушения в генах BRCA1 и BRCA2 с высокой степенью вероятностью могут стать причиной для возникновения рака молочных желез и/или яичников.

Молекулярный профиль опухолевой ткани

Для многих видов карцином, помимо определения гистотипа опухоли, необходимо проводить иммуногистохимические и молекулярно-генетические исследования, с помощью которых можно выявить конкретные и важные мутации генов при раке. Эти обследования являются обязательными при следующих часто встречающихся видах злокачественных новообразований:

· Рак молочной железы;

· Опухоль в яичниках;

· Колоректальная карцинома;

· Рак легкого;

· Меланома;

· Рак щитовидной железы.

В частности, при меланоме, опухоли в легких и раке толстой кишки важный элемент исследований – определение генных мутаций EGFR (рецептор эпидермального фактора роста, через который проходит стимуляция клеточных структур тканей, заставляющая их многократно делиться, видоизменяться и приобретать типичные свойства раковых клеток). На внутриклеточном уровне передачу этих стимулов обеспечивают специальные белковые молекулы (BRAF, CRAF, KRAS и другие).

Чаще всего выявляется мутация BRAF (до 90% всех молекулярно-генетических нарушений при опухолях): по сути, это генетическое изменение является одной из причин для пролиферации ткани, появления предраковых и раковых клеток.

Даже при наличии дефектов ДНК любая клетка способна самовосстанавливаться (для этого природа создала гены, ремонтирующие повреждения).

Однако даже если один из этих генов-ремонтников мутирован, то это ухудшает ситуацию, создавая условия для злокачественного перерождения нормальных клеток (дефекты ДНК при каждом делении не ремонтируются, накапливаются и – мутантные клетки начинают свой путь к раковым изменениям).

Еще один важный молекулярно-генетический фактор – MSI (накопление дефектов в ДНК). Выделяют 2 варианта результатов обследования:

· MSI-H (microsatellite instability high – высокий уровень нестабильности в коротких участках (микросателлитах) ДНК)

· MSS (microsatellite stability – микросателлитная стабильность).

В первом случае результат исследования указывает на наличие нарастающих ДНК-дефектов внутри клеток. Во втором – на определенную стабильность в генах, что вовсе не означает, что это хорошо (очень много генных повреждений).

Мутации генов при раке: зачем их определять?

Подходим к главному – зачем врачу-онкологу знать молекулярно-генетический статус опухоли?

При колоректальном раке само по себе наличие мутации BRAF и MSI-H является прогностически неблагоприятным фактором (высокий риск опухолевой прогрессии), но карцинома с этими генетическими нарушениями очень хорошо реагирует на индивидуально подобранную иммунотерапию, которая оказывает положительный лечебный эффект даже при метастатических формах рака кишечника.

При злокачественных опухолях легких важно знать гистотип новообразования (до 70% плоскоклеточный рак, около 30% – карцинома с генными мутациями).

Первый вариант возникает на фоне действия внешних канцерогенов, хуже поддается терапии и прогностически неблагоприятен, второй – наследственная форма рака, при которой можно подобрать таргетные препараты и создать условия для перехода в стойкую ремиссию.

Итак, ответ на вопрос – зачем знать, есть ли мутации генов при раке?

Знание молекулярной биологии раковых клеток помогает бороться с опухолью. В частности, определение мутации BRAF и MS-статуса при некоторых видах злокачественных новообразований является основой для успешного применения методов биотерапии рака.

Вне зависимости от причин, все патологические изменения в ДНК происходят на микроскопическом уровне. В последние десятилетия медицинская наука (молекулярная биология, генетика, фармакология) прошла большой путь, став основой для понимания процесса злокачественного перерождения нормальных клеток организма.

И самое главное, наука помогла найти новые способы лечения в онкологии. В частности, таргетная терапия основана на прицельном воздействии на молекулярно-биологические особенности каждой конкретной опухоли (BRAF и MSI – это только верхушка айсберга, молекулярных маркеров в опухолях очень много).

И чем больше будет найдено мишеней на молекулярном уровне, тем эффективнее будет стрельба по хитрым и шустрым онкоклеткам.

на сайте parashistay.ru

Источник: https://zen.yandex.ru/media/onkos/mutacii-genov-pri-rake-5ec7c48f66373444fde4c418

Враг — снаружи

Гораздо сложнее обстоит дело с индуцированной мутацией — то есть, обусловленной внешними причинами. В таких мутациях прямо или косвенно виноват человек. Индуцированные мутации запускаются под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды, которые получили название «экзогенных мутагенов».

Список этих мутагенов обширен. В него входят различные виды излучения, в том числе температурные, ультрафиолетовые лучи и многие другие явления физической природы. Химические мутагены добавляют в список еще несколько десятков строк.

Это практически все вещества, которые человек использует в быту, в промышленности, на транспорте, сельском хозяйстве, медицине. Биологические мутагены могут принадлежать к естественной окружающей среде или вырабатываться в процессе жизнедеятельности человек — продукты окисления, вирусы и бактерии.

Другие мутагены этого рода образуются по вине человека — например, штаммы бактерий внутрибольничных инфекций — очень жизнестойких микробов.

Мутации без эволюции — тупиковый путь. К смерти

Неконтролируемые организмом мутации клеток — прямой путь к развитию онкологических заболеваний. Мало того, что из-за обилия мутагенов организм буквально «захлебывается» в измененных клетках, сами эти клетки оказывают влияние на биохимические процессы в организме.

Клетки—мутанты растут быстрее, чем нормальные. Из-за нарушенной структуры их ДНК организм теряет контроль над такими клетками — он просто «не понимает», что с ними делать и как с ними бороться.

Растущие на месте нормальных, мутировавшие клетки замещают собой ткани органов, но функции этих органов не выполняют.

Какие же вещества провоцируют мутации клеток и последующее их перерождение в раковые? Чтобы не углубляться в дебри генетики и патоморфологии, оглянемся вокруг: экзогенных мутагенов — не перечесть.

Самый очевидный — и самому человеку и окружающим его людям — сигарета. О том, что сигареты и дым от них содержат массу вредных веществ, не писал только ленивый.

А что с мутагенами? Вот только краткий их перечень:

Оксид азота. Токсичное само по себе вещество, в организме человека распадающееся на нитриты и нитраты. Нитриты провоцируют мутации не только клеток организма. Под их влиянием мутируют половые клетки, приводя к необратимым (и не всегда распознаваемым) изменениям у новорожденных.

Нитрозамины. Непосредственные мутагены, к которым наиболее чувствительны клетки реснитчатого эпителия. Подобные клетки выстилают легкие и кишечник, что объясняет тот факт, что у курильщиков высока заболеваемость раком легких, пищевода и кишечника.

Цианистый водород, или синильная кислота. Помимо того, что это сильный яд, синильная кислота блокирует ферментную активность клеток, приводя к нарушению процессов деления и репликации ДНК. Мутации, образующиеся в этом случае, необратимы.

Полиароматические углеводороды. Самые активные мутагены, из-за своего органического происхождения легко повреждают геном, провоцируя образование атипичных клеток. Доказана роль ПАУ в образовании плоскоклеточного рака.

Бензол. Постоянное вдыхание бензола способствует развитию лейкозов — раковых заболеваний крови. Более, при сгорании бензола образуется копоть, в составе которой также немало мутагенов.

В этом списке — только малая часть веществ, мутагенная роль которых доказана давно.

Простая арифметика

Сегодняшнее состояние окружающей среды таково, что клетки организма беспрерывно подвергаются воздействию вредных факторов, большая часть которых провоцирует мутации. Организм человека пытается справиться с ними, включая разнообразные механизмы защиты. Но рост онкологической заболеваемости говорит о том, что эти механизмы слишком слабы, чтобы противостоять ежедневной, ежеминутной атаке.

Отказ от курения станет первым шагом к… собственному спасению. Сколько сигарет вы выкурили за сегодня? 10 — 15? Увы, в Вашем организме 1 клетка уже переродилась в раковую. И она размножается *.

* http://www.kleo.ru/items/news/2009/12/22/smok.shtml

Источник:

Биология и медицина

Раковые заболевания связаны с неконтролируемым размножением клеток опухоли.

Поскольку потомки опухолевых клеток продолжают быстро размножаться, это значит, что они получили по наследству свойства клеток-предков.

А это, в свою очередь, означает, что у раковых клеток изменен наследственный аппарат. Иными словами, у них возникли либо изменения в структуре ДНК, либо наследуемые нарушения регуляции работы генов.

Эти соображения привели к возникновению гипотезы, что рак развивается в результате мутации каких-то генов соматических клеток. В пользу данной гипотезы свидетельствует то, что многие мутагены являются одновременно и канцерогенами , т.е. веществами, вызывающими раковые заболевания.

С другой стороны, было показано, что ряд раковых заболеваний вызывается вирусами, которые встраиваются в ДНК соматических клеток. Такими хорошо изученными заболеваниями являются саркома Раусса , вызывающая опухоли у кур, рак молочной железы мышей и др.

Вирусы, вызывающие рак, называются онкогенными вирусами . Среди онкогенных вирусов оказались вирусы, наследственной молекулой которых является РНК (их называют ретровирусами ).

Было установлено, что и в этом случае на вирусной РНК с помощью особого фермента ревертазы синтезируется ДНК, которая встраивается в хромосому хозяина. Итак, вирусы, встроившиеся в хромосому, могут приводить к превращению здоровой клетки в раковую.

В дальнейшем появилось предположение, что для возникновения рака существенен не весь геном вируса, а лишь один из его генов. Такой ген, вызывающий рак, назвали онкогеном .

Итак, существовали две основные конкурирующие гипотезы о причинах возникновения рака: мутационная и вирусная. Дальнейшие серьезные продвижения в понимании природы рака, которые позволили примирить эти гипотезы, произошли, начиная с 80-мидесятых годов ХХ столетия.

В 1978 г. был открыт первый онкоген, его назвали Src (Сарк — от слова «саркома»). Этот онкоген встраивается вместе с вирусом в клетки животных или человека (в культуре ткани). Белок, кодируемый этим геном (он оказался ферментом Src-протеинкиназой , действующим на тирозин), превращает нормальные клетки в раковые. В 1983 г.

была определена последовательность нуклеотидов в гене Src и показано, что введение одного этого гена в культуру клеток превращает их в раковые. Итак, казалось бы, вирусная теория рака была доказана и победила другие теории его возникновения. Онкогенные вирусы, попадая в организм, приносят с собой онкогены, вызывающие рак.

Однако при изучении гена Src было обнаружено, что этот ген не играет никакой роли в жизни тех вирусов, которые его содержат. Если удалить Src, вирус продолжает нормально существовать и размножаться. Но тогда возник вопрос: откуда взялся у вирусов этот ненужный им ген? Ответ был получен в 1979-1981 гг.

, когда в нормальных клетках цыплят, крыс и человека обнаружили белок, кодируемый геном Src. Это показало, что в нормальных клетках человека и животных имеется ген Src. Вся ситуация оказалась совсем иной, чем представлялось до того. Дело не в том, что коварный вирус приносит в организм какой-то чужой онкоген и заражает человека.

Выяснилось, что этот ген всегда есть в клетках человека. Вирус, встраиваясь в ДНК клетки-хозяина, иногда захватывает из этой клетки ее родной ген Src и уносит с собой.

Но тогда возник новый вопрос: почему этот ген, имеющийся во всех нормальных клетках, не делает их раковыми, а тот же самый ген, когда его встраивает в ДНК вирус, оказывается онкогеном?

И эта загадка была решена. Оказалось, что в нормальных клетках ген Src «молчит», с него не считывается РНК и не синтезируется белок.

Активность этого гена подавлена регуляторными механизмами нормальной клетки, а в клетке, в которую этот ген внесен вирусом, ген работает. Дело в том, что включение гена Src в геном вируса меняет регуляцию работы этого гена.

В геноме вируса перед геном Src оказывается очень активный вирусный промотор , наличие которого и делает ген Src онкогеном.

Доказано это было следующим образом. Из нормальных клеток выделили их собственный ген Src, присоединили к нему вирусный промотор и ввели в нормальные клетки. Ген Src с вирусным промотором превратил эти клетки в раковые.

Выяснилось, что рак могут вызывать и некоторые вирусы, которые не содержат онкогенов (сначала это казалось удивительным). Дело в том, что эти вирусы встраиваются в ДНК нормальных клеток перед такими генами, как Src.

У вирусов имеется сильный промотор, который активирует ген Src, и в результате клетка становится раковой.

Помимо онкогена Src при изучении разных онкогенных вирусов было обнаружено несколько десятков онкогенов. Все они имеются и в нормальных клетках разных позвоночных. Возникает вопрос: какую же роль играют эти гены в организме животных?

В настоящее время показано, что часть таких генов играет важную роль во время эмбрионального развития, когда клетки должны часто делиться. По мере роста эмбриона регуляторные системы клетки блокируют работу этих генов и они становятся «молчащими». Если же они начинают активно работать в каких-то клетках взрослого организма, то это ведет к возникновению рака.

Вернемся к мутационной гипотезе возникновения рака.

После того, как было выяснено, что в геноме нормальных клеток имеются заблокированные гены, которые могут вызывать рак, стало понятно, каким образом действуют разные канцерогены. Таких путей действия канцерогенов оказалось много.

Источник: https://ivotel.ru/stati/mutageny-vyzyvayushhie-rak.html

Мутагенные агенты, как они действуют, типы и примеры / биология

Мутагенный фактор способный вызвать рак

мутагенные агенты, также называемые мутагены, представляют собой молекулы различной природы, которые вызывают изменения в основаниях, которые являются частью цепей ДНК. Таким образом, присутствие этих агентов усиливает скорость мутации в генетическом материале. Они классифицируются как физические, химические и биологические мутагены..

Мутагенез является повсеместным явлением в биологических объектах и ​​не обязательно приводит к негативным изменениям. Фактически, это источник вариаций, который позволяет эволюционным изменениям.

индекс

  • 1 Что такое мутация?
    • 1.1 Всегда ли мутации летальны??
    • 1.2 Как возникают мутации?
  • 2 типа мутагенных агентов
    • 2.1 Химические мутагены
    • 2.2 Физические мутагены
    • 2.3 Биологические мутагены
  • 3 Как они работают ?: типы мутаций, вызванных мутагенными агентами
    • 3.1 Таутомеризация оснований
    • 3.2 Включение аналогичных баз
    • 3.3 Прямое действие на базах
    • 3.4 Добавление или удаление баз
  • 4 Ссылки

Что такое мутация?

Прежде чем войти в тему мутагенов, необходимо объяснить, что такое мутация. В генетике мутация – это постоянное и наследуемое изменение последовательности нуклеотидов в молекуле генетического материала: ДНК.

Вся информация, необходимая для развития и контроля организма, находится в его генах, которые физически расположены в хромосомах. Хромосомы состоят из длинной молекулы ДНК.

Как правило, мутации влияют на функцию гена, и он может потерять или изменить свою функцию..

Поскольку изменение последовательности ДНК затрагивает все копии белков, определенные мутации могут быть чрезвычайно токсичными для клетки или организма в целом.

Мутации могут возникать в разных масштабах у организмов. Точечные мутации влияют на одно основание в ДНК, тогда как мутации более крупного масштаба могут затрагивать целые области хромосомы..

Всегда ли мутации смертельны??

Неправильно думать, что мутация всегда приводит к возникновению заболеваний или патологических состояний организма, который ее переносит. На самом деле, есть мутации, которые не изменяют последовательность белков. Если читатель хочет лучше понять причину этого факта, он может прочитать о вырожденности генетического кода.

На самом деле, в свете биологической эволюции, состояние непременное условие для того, чтобы произошли изменения в популяции, существует наличие вариаций. Эта вариация возникает из-за двух основных механизмов: мутации и рекомбинации.

Таким образом, в контексте дарвиновской эволюции необходимо, чтобы в популяции были варианты, и чтобы эти варианты ассоциировались с большей биологической адаптацией..

Как возникают мутации?

Мутации могут возникать спонтанно или могут быть вызваны. Собственная химическая нестабильность азотистых оснований может быть преобразована в мутации, но с очень низкой частотой.

Частой причиной спонтанных точечных мутаций является дезаминирование цитозина до урацила в двойной спирали ДНК. Процесс репликации этой цепи приводит к дочернему мутанту, где исходная пара GC была заменена на пару AT..

Хотя репликация ДНК – это событие, которое происходит с удивительной точностью, оно не является совершенным во всей полноте. Ошибки в репликации ДНК также приводят к появлению спонтанных мутаций.

Кроме того, естественное воздействие на организм определенных факторов окружающей среды приводит к появлению мутаций. Среди этих факторов мы имеем ультрафиолетовое излучение, ионизирующее излучение, различные химические вещества, среди других.

Эти факторы являются мутагенными. Далее мы опишем классификацию этих агентов, как они действуют и их последствия в клетке.

Типы мутагенных агентов

Агенты, которые вызывают мутации в генетическом материале, очень разнообразны по своей природе. Сначала мы рассмотрим классификацию мутагенов и приведем примеры каждого типа, а затем объясним различные способы, которыми мутагены могут вызывать изменения в молекуле ДНК..

Химические мутагены

Мутагены химической природы включают следующие классы химических веществ: акридины, нитрозамины, эпоксиды и другие. Существует подклассификация этих агентов в:

Аналогичные основы

Молекулы, которые имеют структурное сходство с азотистыми основаниями, обладают способностью вызывать мутации; l 5-бромурацил и 2-аминопурин являются наиболее распространенными.

Агенты, которые реагируют с генетическим материалом

Азотистая кислота, гидроксиламин и ряд алкилирующих агентов реагируют непосредственно в основаниях, которые составляют ДНК, и могут переходить из пурина в пиримидин и наоборот.

Интерстициальные агенты

Существует целый ряд молекул, таких как акридины, бромид этидия (широко используемые в лабораториях молекулярной биологии) и профлавин, которые имеют плоскую молекулярную структуру и способны проникать в цепь ДНК..

Окислительные реакции

Нормальный метаболизм клетки имеет в качестве вторичного продукта ряд активных форм кислорода, которые повреждают клеточные структуры, а также генетический материал..

Физические мутагены

Второй тип мутагенных агентов – физические. В этой категории мы находим различные типы излучения, которые влияют на ДНК.

Биологические мутагены

Наконец, у нас есть биологические мутанты. Это организмы, которые могут вызывать мутации (в том числе аномалии на уровне хромосом) в вирусах и других микроорганизмах.

Как они действуют? Виды мутаций, вызванных мутагенными агентами.

Наличие мутагенных агентов вызывает изменения в основаниях ДНК. Если результат включает в себя замену пиримидинового или пиримидинового основания на одно и то же химическое строение, мы говорим о переходе.

Напротив, если изменение происходит между основаниями разных типов (пурином пиримидином или иным образом), мы называем процесс трансверсией. Переходы могут произойти из-за следующих событий:

Таутомеризация оснований

В химии термин изомер используется для описания свойства молекул с одинаковой молекулярной формулой представления различных химических структур. Таутомеры – это изомеры, которые отличаются только от своей пары положением функциональной группы, и между двумя формами существует химическое равновесие..

Тип таутомерии кето-енол, где происходит миграция водорода и чередуется между обеими формами. Есть также изменения между имино-амино-формой. Благодаря своему химическому составу основы ДНК испытывают это явление.

Например, аденин обычно находится в виде аминокислоты и пары – обычно – с тимином. Тем не менее, когда он обнаружен в их иноизомере (очень редко), он соединяется с неправильным основанием: цитозином.

Включение аналогичных баз

Включение молекул, которые напоминают основания, может помешать модели спаривания оснований. Например, включение 5-бромурацила (вместо тимина) ведет себя как цитозин и приводит к замене пары AT на пару CG.

Прямое действие на базах

Прямое действие определенных мутагенов может напрямую влиять на основания ДНК. Например, азотистая кислота превращает аденин в аналогичную молекулу, гипоксантин, посредством реакции окислительного дезаминирования. Эта новая молекула соединяется с цитозином (а не с тимином, как это обычно бывает с аденином).

Изменение также может происходить в цитозине, и в результате дезаминирования получается урацил. Замена одного основания в ДНК имеет прямые последствия для процессов транскрипции и трансляции пептидной последовательности.

Стоп-кодон может появиться заранее, и трансляция останавливается преждевременно, влияя на белок.

Добавление или удаление баз

Некоторые мутагены, такие как интеркалирующие агенты (в частности, акридин) и ультрафиолетовое излучение, способны модифицировать нуклеотидную цепь.

Интеркалирующими агентами

Как уже упоминалось, интеркалирующие агенты представляют собой плоские молекулы и обладают способностью переслоенный (отсюда и название) между основаниями нити, искажая его.

Во время репликации эта деформация в молекуле приводит к делеции (т.е. потере) или вставке оснований. Когда ДНК теряет базы или добавляются новые, это влияет на открытую рамку считывания..

Напомним, что генетический код включает считывание трех нуклеотидов, кодирующих аминокислоту. Если мы добавим или удалим нуклеотиды (в количестве, которое не равно 3), все считывания ДНК будут затронуты, и белок будет совершенно другим.

Эти типы мутаций называются сдвиг кадра или изменения в составе триплетов.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение является мутагенным агентом и является обычным неионизирующим компонентом обычного солнечного света. Однако компонент с самой высокой мутагенной скоростью захватывается озоновым слоем земной атмосферы..

Молекула ДНК поглощает излучение, и происходит образование димеров пиримидина. То есть пиримидиновые основания связаны ковалентными связями.

Смежные тимины в цепи ДНК могут соединяться, образуя димеры тимина. Эти структуры также влияют на процесс репликации.

В некоторых организмах, таких как бактерии, эти димеры могут быть восстановлены благодаря присутствию репаративного фермента, называемого фотолиазой. Этот фермент использует видимый свет для преобразования димеров в две отдельные основы.

Однако эксцизионная репарация нуклеотидов не ограничивается ошибками, вызванными светом. Механизм ремонта обширен и может восстанавливать повреждения, вызванные различными факторами..

Когда люди подвергают нас чрезмерному воздействию солнца, наши клетки получают чрезмерное количество ультрафиолетового излучения. Следствием этого является образование димеров тимина, которые могут вызвать рак кожи..

ссылки

  1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А.Д., Льюис Дж., Рафф М., … и Уолтер П. (2015). Основная клеточная биология. Гирлянда Наука.
  2. Купер Дж. М. и Хаусман Р. Э. (2000). Клетка: Молекулярный подход. Sinauer Associates.
  3. Curtis, H. & Barnes, N.S. (1994). Приглашение к биологии. Macmillan.
  4. Карп Г. (2009). Клеточная и молекулярная биология: концепции и эксперименты. Джон Вили и сыновья.
  5. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., … & Matsudaira, P. (2008). Молекулярно-клеточная биология. Macmillan.
  6. Singer B. & Kusmierek, J. T. (1982). Химический мутагенез. Ежегодный обзор биохимии, 51(1), 655-691.
  7. Voet, D. & Voet, J. G. (2006). биохимия. Ed. Panamericana Medical.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/agentes-mutagnicos-cmo-actan-tipos-y-ejemplos.html

Физические мутагены

Исследования показывают, что ионизирующие потоки и радиация, ультрафиолет не самым лучшим образом сказываются на здоровье, провоцируя рост и развитие онкологии. Проникая в организм, заряженные частички, систематически влияя на ДНК клетки, приводят к их видоизменению и соответственно мутации.

Уровень канцерогенной активности в этом случае определяют по количеству, а также глубине фактического проникновения в организм. Например – ультрафиолетовые лучи чаще всего провоцируют рак кожи, в то время как радиация – поражает внутренние органы и системы.

Химические соединения – канцерогены

В данную группу специалисты относят все химические соединения, провоцирующие раковое новообразование. Такие соединения могут иметь как прямое действие, когда мутация развивается при прямом контакте с реагентом, и непрямое – происходит под влиянием элементов распада химического соединения.

Продукты, содержащие мутагены

Новые исследования, проведенные онкологами из Швеции, определили список продуктов, провоцирующих развитие раковых новообразований.

Рассмотрим его подробнее:

  1. Копченые мясные изделия – колбасы и балыки, другие аналогичные продукты питания, поскольку именно в них чаще всего в большом количестве присутствуют нитраты и химические консерванты. Даже незначительное увеличение в рационе переработанного таким образом и потребляемого мяса на 40% увеличивает риск развития онкологии. Еще один продукт, который провоцирует в организме человека рак – токсические соединения, применяемые в процессе копчения.
  2. Жиры, в особенности те, которые возникают при термической обработке, при жарке. Наиболее опасны жиры, образовавшиеся при повторных разогреваниях, многоразовом использовании для жарки растительного масла. Чаще всего они провоцируют развитие рака, поражающего молочные железы и поджелудочную. Снизить негативное влияние этих канцерогенов на организм можно, одновременно используя в рационе блюда с большим содержанием клетчатки.
  3. Жареные продукты (беляши, пирожки и чипсы, любое мясо, картофель). Также в эту группу входят чипсы, которые являются потенциальным источником и поставщиком опасного канцерогенов – акриламида. Данный элемент образуется в процессе жарки картофельных ломтей. О том, что продукт содержит повышенное число канцерогенов в себе, говорит румяная, поджаристая корочка.
  4. Соль – именно при ее чрезмерном потреблении увеличивается риск развития рака желудка и чаще всего от этого страдают мужчины, предпочитающие употреблять значительное количество соленых продуктов. Если говорить в цифрах – от рака желудка страдает каждый 500-й мужчина. При этом женщины в меньшей степени подвержены данному диагнозу. По статистике от рака желудка страдает только каждая 2 000 женщина.
  5. Соевый соус. Так, проведенные лабораторные исследования подтвердили, что в составе этого соуса содержит запредельно высокое количество канцерогенов (35%), мутагенных соединений (14%), провоцирующих злокачественную онкологию. Безопасным вариантом является соевый соус, полученный путем фрагментации, об этом можно прочесть на упаковке.

Помимо всего прочего, не стоит сбрасывать со счетов и те продукты, которые в своем составе содержат ГМО – в них также в большом количестве присутствуют мутагенные клетки.

Биологические типы мутагенов, провоцирующих рак

В эту группу специалисты относят вирусы, которые из-за своего негативного влияния может провоцировать развитие злокачественного новообразования. На данный момент ученые выделяют 2 основных вида подобных канцерогенов:

  1. ДНК – содержащие вирусы. Их характерной чертой является непосредственное проникновение вируса в структуру ДНК и ее последующее разрушение, нарушение естественного процесса деления. Как следствие, биологический, природного происхождения мутаген провоцирует нагромождение и скопление атипичных клеток и тканей в очаге поражения.
  2. РНК – содержащие вирусы или, как их называют специалисты, ретровирусы. Специфическое негативное влияние данных мутагенов состоит в том, что они провоцируют развитие «копий» ДНК и последующее нарушение генетической последовательности клетки.

При чрезмерном повышении подобных элементов в любом органе или системе человека вероятность развития онкологического новообразования значительно возрастает.

Врачи выделяют следующие этапы вирусной природы канцерогенеза:

  • непосредственное проникновение в здоровую клетку;
  • включение самих вирусов и частиц в структуру ДНК;
  • дальнейшее насыщение ее патогенным по своей природе геномом;
  • завершает этап – трансформирование пораженной клетки и образование, рост злокачественной опухоли.

На данный момент ученые-онкологи направляют все свои усилия изучение разных видов мутагенов, провоцирующих злокачественную онкологию. Это необходимо для регулирования процессов неконтролируемого деления и роста пораженной клетки, ведь это нужно для полного излечения онкобольного.

Источник: http://onkostatus.ru/mutageny-vyzyvayushhie-rak/

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: