Inverkan av miljöfaktorer på mutagenes. Mutationer. Klassificering. Mekanism av mutationer. Mutagena faktorer. Praktisk tillämpning av mutationer Miljöfaktorer som orsakar mutationer

Faktorer som orsakar mutationer. Faktorer som orsakar (inducerar) mutationer kan vara en mängd olika miljöpåverkan: temperatur, ultraviolett strålning, strålning (både naturlig och artificiell), effekterna av olika kemiska föreningar - mutagener. Mutagener är agenter i den yttre miljön som orsakar vissa förändringar i genotypen - mutation och själva processen för bildandet av mutationer - mutagenes.

Radioaktiv mutagenes började studeras på 20-talet av vårt århundrade. 1925 använde de sovjetiska forskarna G.S. Filippov och G.A. Nadson, för första gången i genetikens historia, röntgenstrålar för att få mutationer i jäst. Ett år senare använde den amerikanske forskaren G. Meller (senare två gånger nobelpristagare), som arbetade länge i Moskva vid institutet som leds av N.K Koltsov, samma mutagen på Drosophila.

Kemisk mutagenes studerades först målmedvetet av N.K. Koltsovs medarbetare V.V. Sakharov på Drosophila när dess ägg exponerades för jod, och senare av M.E. Lobashov.

Kemiska mutagener inkluderar en mängd olika ämnen (alkylerande föreningar, väteperoxid, aldehyder och ketoner, salpetersyra och dess analoger, olika antimetaboliter, salter av tungmetaller, färgämnen med grundläggande egenskaper, aromatiska ämnen), insekticider (från latinets insekter - insekter). , cida - mördare), herbicider (då lat. herba - gräs), droger, alkohol, nikotin, vissa medicinska ämnen och många andra.

Genetiskt aktiva faktorer kan delas in i 3 kategorier: fysikaliska, kemiska och biologiska.

Fysiska faktorer. Dessa inkluderar olika typer av joniserande strålning och ultraviolett strålning. En studie av strålningens effekt på mutationsprocessen visade att det i detta fall inte finns någon tröskeldos, och även de minsta doserna ökar sannolikheten för att mutationer ska inträffa i befolkningen. En ökning av mutationsfrekvensen är farlig, inte så mycket i individuell mening, utan ur synvinkeln att öka befolkningens genetiska belastning. Till exempel, bestrålning av en av makarna med en dos inom intervallet för att fördubbla mutationsfrekvensen (1,0 - 1,5 Gy) ökar risken något för att få ett sjukt barn (från en nivå av 4 - 5% till en nivå av 5 - 6 %). Om befolkningen i en hel region får samma dos kommer antalet ärftliga sjukdomar i befolkningen att fördubblas på en generation.

Kemiska faktorer. Kemikaliseringen av jordbruket och andra områden av mänsklig aktivitet, utvecklingen av den kemiska industrin ledde till syntesen av ett enormt flöde av ämnen (totalt från 3,5 till 4,3 miljoner), inklusive de som aldrig hade funnits i biosfären på miljontals år av tidigare evolution. Det betyder först och främst nedbrytbarheten och därmed långtidsbevarandet av främmande ämnen som kommer in i miljön.

Det som från början togs som en bedrift i kampen mot skadedjur förvandlades senare till ett komplext problem. Används flitigt på 40-60-talet insekticid DDT, som tillhör klassen av klorerade kolväten, ledde till att det spreds över hela jordklotet, ända fram till Antarktis is.

De flesta bekämpningsmedel är mycket resistenta mot kemisk och biologisk nedbrytning och har en hög grad av toxicitet. antropogenetik kromosomal arvsanomali

Biologiska faktorer. Tillsammans med fysiska och kemiska mutagener har vissa faktorer av biologisk natur också genetisk aktivitet. Mekanismerna för den mutagena effekten av dessa faktorer har studerats minst i detalj. I slutet av 30-talet påbörjade S. och M. Gershenzon studier av mutagenes i Drosophila under påverkan av exogent DNA och virus. Sedan dess har den mutagena effekten av många virusinfektioner hos människor fastställts. Kromosomavvikelser i somatiska celler orsakar smittkoppor, mässling, vattkoppor, påssjuka, influensa, hepatitvirus och så vidare.

Mutation- detta är en plötslig, hållbar förändring av genetiskt material under påverkan av yttre eller inre miljöfaktorer, överförd genom arv.

Mutationers egenskaper:

▪ uppstår plötsligt;

▪ ärvs;

▪ icke-riktad;

▪ kan inträffa upprepade gånger.

Processen för mutationsbildning kallas mutagenes, och de faktorer som orsakar dem är mutagener. Mutagener påverkar initialt det genetiska materialet hos en individ, som ett resultat av vilket fenotypen kan förändras. Dessa kan vara exomutagener (miljöfaktorer) och endomutagener (metaboliska produkter från kroppen själv).

Mutagena faktorer delas in i fysikaliska, kemiska och biologiska.

Fysiska mutagener inkluderar olika typer av strålning (främst joniserande - alfa-, beta- och gammastrålar, ultravioletta strålar), temperatur, fuktighet, etc. Deras verkningsmekanismer: 1) störning av strukturen hos gener och kromosomer; 2) bildandet av fria radikaler som går i kemisk interaktion med DNA; 3) förstörelse av filamenten i akromatinspindeln; 4) bildandet av dimerer - kopplingen mellan sig ("tvärbindning") av angränsande pyrimidinbaser i en DNA-kedja (vanligtvis T-T).

Kemiska mutagener inkluderar: naturliga organiska och oorganiska ämnen (nitrit, nitrat, alkaloider, hormoner, enzymer, etc.); produkter från industriell bearbetning av naturliga föreningar (kol, olja); syntetiska ämnen som inte tidigare funnits i naturen (bekämpningsmedel, insekticider, konserveringsmedel för livsmedel, rengöringsmedel, deodoranter); mediciner som kan provocera fram medfödda missbildningar (immunsuppressiva medel, vissa antibiotika, narkotiska substanser, syntetiska kortikosteroider, etc.). Kemiska mutagener har stor penetrerande kraft, orsakar övervägande genmutationer och verkar under DNA-replikationsperioden. Mekanismen för deras verkan: 1) deaminering och alkylering av nukleotider; 2) ersättning av kvävehaltiga baser med deras analoger; 3) inhibering av syntesen av nukleinsyraprekursorer, etc.

Supermutagener är faktorer (vanligtvis av kemisk natur) som ökar frekvensen av mutationer hundratals till tiotusentals gånger (till exempel kolchicin, etylenimin, senapsgas). De används för att producera inducerade mutationer i avel.

Antimutagener minskar avsevärt frekvensen av mutationer. Dessa inkluderar cirka 200 naturliga och syntetiska föreningar: vissa aminosyror (histidin, metionin, etc.); vitaminer (tokoferol, askorbinsyra, karoten, etc.); farmakologiska medel (interferon, antioxidanter, oxypyridiner, etc.); livsmedelsprodukter (vissa typer av bönor, svartpeppar, kål, äppelextrakt).

Ett antal antimutagener används som radioprotektorer.

Mutagena faktorer - faktorer som orsakar mutation.

Faktorer av fysisk, kemisk och biologisk natur har en mutagen effekt.

Kemiska ämnen som orsakar mutationer inkluderar organiska och oorganiska ämnen, såsom syror, alkalier, peroxider, metallsalter, formaldehyd, bekämpningsmedel, avlövande medel, herbicider, kolchicin, etc.

Verkan av kemiska faktorer: förbättra mutationsprocesser, orsaka punktmutationer som inducerar kromosomala omarrangemang och orsaka störningar av DNA-replikation. Vissa mutagener kan orsaka störningar av meios, vilket leder till kromosom icke-disjunktion.

Fysiska faktorer: joniserande strålning, radioaktivt sönderfall, ultraviolett strålning, elektromagnetisk strålning, extrem värme och kyla.

Verkan av fysiska faktorer: Röntgenstrålning, med hög penetreringsförmåga, orsakar bildandet av fria radikaler av vatten, som bryter ner nukleinsyror, vilket orsakar gen- och kromosomomarrangemang. Ultraviolett strålning leder till bildandet av tymidin-dimerer, som orsakar störningar av DNA-replikationen.

Biologiska faktorer: virus (mässling, röda hund, influensa), metabola produkter (lipidoxidationsprodukter), mikroorganismantigener./

Biologiska faktorers verkan: de ökar graden av cellmutationer genom att undertrycka aktiviteten hos reparationssystem.

3. Gen- och kromosommutationer, deras egenskaper.

Gen (punkt) mutationer- dessa är förändringar i antalet och/eller sekvensen av nukleotider i DNA-strukturen (insertioner, deletioner, rörelser, substitutioner av nukleotider) inom individuella gener, vilket leder till en förändring i kvantiteten eller kvaliteten på motsvarande proteinprodukter. Bassubstitutioner leder till uppkomsten av tre typer av mutantkodon: med en förändrad betydelse (missense-mutationer), med en oförändrad betydelse (neutrala mutationer) och meningslösa eller stoppkodon (nonsensmutationer).

Det finns tre grupper av sådana förändringar. Mutationer av den första gruppen består av att ersätta vissa baser med andra (cirka 20 % av spontant uppträdande genförändringar). Den andra gruppen av mutationer orsakas av en förskjutning i läsramen som uppstår när antalet nukleotidpar i genen förändras. Den tredje gruppen är mutationer associerade med en förändring i ordningen av nukleotidsekvenser inom en gen.

Mutationer efter typ av ersättning av kvävehaltiga baser uppstår av följande skäl. För det första kan en förändring i strukturen hos en bas som redan ingår i DNA-spiralen inträffa oavsiktligt eller under påverkan av kemiska medel. Om en sådan förändrad form av basen förblir oupptäckt av reparationsenzymer, kan den under nästa replikationscykel fästa en annan nukleotid till sig själv.

Ett annat skäl för bassubstitution kan vara den felaktiga inkluderingen i den syntetiserade DNA-kedjan av en nukleotid som bär en kemiskt förändrad form av basen eller dess analog. Således sker en förändring i DNA-struktur genom bassubstitution före eller under replikation, initialt i en polynukleotidkedja. Om sådana förändringar inte korrigeras under reparation, blir de under efterföljande replikering egenskapen för båda DNA-strängarna. Konsekvensen av att ersätta ett par komplementära nukleotider med ett annat är bildandet av en ny triplett i DNA-nukleotidsekvensen, som skiljer sig från den tidigare. I det här fallet kan den nya tripletten koda för samma aminosyra (en "synonym" triplett), en annan aminosyra, eller inte koda för någon aminosyra (en nonsenstriplett). I det första fallet sker inga förändringar, i det andra förändras strukturen och egenskaperna hos motsvarande protein. Beroende på arten och placeringen av den ersättning som sker, förändras proteinets specifika egenskaper i varierande grad, i vissa fall väsentligt. Det är känt att ersättning av nukleotider i en triplett leder till bildandet av synonyma tripletter i 25% av fallen, meningslösa tripletter i 2-3% och sanna genmutationer i 75-70% av fallen.

Kromosomala mutationer(eller aberrationer) – förändringar i kromosomernas struktur På den kromosomala organisationsnivån har det ärftliga materialet alla egenskaper hos substratet för ärftlighet och variabilitet, inklusive förmågan att förvärva förändringar som kan överföras till en ny generation. Under påverkan av olika influenser kan kromosomernas fysikalisk-kemiska och morfologiska struktur förändras. Förändringar i kromosomernas struktur är som regel baserade på en initial kränkning av dess integritet - avbrott, som åtföljs av olika omarrangemang, kallade kromosomala mutationer eller avvikelser. Kromosombrott inträffar naturligt under korsning, när de åtföljs av utbyte av motsvarande sektioner mellan homologa kromosomer. Crossing-over-störning, där kromosomerna utbyter ojämnt genetiskt material, leder till uppkomsten av nya länkgrupper, där enskilda sektioner faller ut - deletion - eller dubbel - duplicering. Med sådana omarrangemang ändras antalet gener i kopplingsgruppen. Kromosombrott kan också inträffa under påverkan av olika yttre faktorer, oftast fysiska (till exempel joniserande strålning), vissa kemiska föreningar och virus. Brott mot kromosomernas integritet kan åtföljas av en rotation av dess sektion som ligger mellan rasterna med 180 ° - inversion. Ett fragment av en kromosom som separeras från den under en paus kan fästa vid en annan kromosom - translokation. Ofta byter två skadade icke-homologa kromosomer ömsesidigt fristående sektioner - reciprok translokation. Det är möjligt att fästa ett fragment till sin egen kromosom, men på en annan plats - transposition. En speciell kategori av kromosomala mutationer är avvikelser associerade med fusion eller separation av kromosomer, när två icke-homologa strukturer kombineras till en - Robertsonian translokation, eller en kromosom bildar två oberoende kromosomer. Med sådana mutationer förändras inte bara kromosomernas morfologi, utan också deras antal i karyotypen. Den senare kan betraktas som en genomisk mutation. Orsaken till genomiska mutationer kan också vara en störning av de processer som sker i meios. Brott mot divergensen av bivalenta i anafas leder till uppkomsten av gameter med olika antal kromosomer. Befruktning av sådana könsceller av normala könsceller leder till en förändring av det totala antalet kromosomer i karyotypen på grund av en minskning (monosomi) eller ökning (trisomi) av antalet individuella kromosomer. Sådana kränkningar av genomstrukturen kallas aneuploidi. Om distributionsmekanismen för homologa kromosomer är skadad förblir cellen odelad, och då bildas diploida gameter. Befruktning av sådana gameter leder till bildandet av triploida zygoter, det vill säga en ökning av antalet uppsättningar av kromosomer inträffar - polyploidi. Eventuella mutationsförändringar i könscellers ärftliga material - generativa mutationer - blir nästa generations egendom om sådana könsceller är involverade i befruktning.

Det finns många ärftliga metabola sjukdomar. Exempel inkluderar störningar i porfyrinmetabolismen (Gunthers sjukdom, erytropoetisk protoporfyri, koproporfyri, etc.). Det är sjukdomar som visar sig efter exponering för UV-strålar genom skador på huden och djupare vävnader, ett ökat innehåll av proporfiner och koproporfyriner i erytrocyter. Manifest bland bröder och systrar i samma generation.

Baserat på orsakerna till deras förekomst särskiljs spontana och inducerade mutationer.

Spontana (spontana) mutationer inträffa utan uppenbar anledning. Dessa mutationer övervägs ibland tre P-fel: processer DNA-replikation, reparation och rekombination . Detta innebär att processen för uppkomsten av nya mutationer är under genetisk kontroll av kroppen. Till exempel är mutationer kända som ökar eller minskar frekvensen av andra mutationer; därför finns det mutatorgener och antimutatorgener.

Samtidigt beror frekvensen av spontana mutationer också på cellens (organismens) tillstånd. Till exempel, under stressförhållanden kan frekvensen av mutationer öka.

Inducerade mutationer uppstå under påverkan mutagener .

Mutagener är en mängd olika faktorer som ökar frekvensen av mutationer.

För första gången erhölls inducerade mutationer av inhemska genetiker G.A. Nadson och G.S. Filippov 1925 när han bestrålade jäst med radiumstrålning.

Det finns flera klasser av mutagener:

– Fysiska mutagener: joniserande strålning, termisk strålning, ultraviolett strålning.

– Kemiska mutagener: kvävebasanaloger (t.ex. 5-bromoracil), aldehyder, nitriter, metyleringsmedel, hydroxylamin, tungmetalljoner, vissa läkemedel och växtskyddsmedel.

– Biologiska mutagener: rent DNA, virus, antivirala vacciner.

– Automutagener– intermediära metaboliska produkter (mellanprodukter). Till exempel är etylalkohol i sig inte en mutagen. Men i människokroppen oxideras det till acetaldehyd, och detta ämne är redan en mutagen.

Fråga nr 21.

(Kromosomala mutationer, deras klassificering: deletioner och duplikationer, inversioner, translokationer. Orsaker och mekanismer förekomst. Betydelse i utvecklingen av mänskliga patologiska tillstånd)

Med kromosomal Mutationer orsakar stora omarrangemang i strukturen hos enskilda kromosomer. I det här fallet sker en förlust (deletion) eller fördubbling av en del (duplicering) av det genetiska materialet i en eller flera kromosomer, en förändring i orienteringen av kromosomsegmenten i enskilda kromosomer (inversion), samt en överföring av del av det genetiska materialet från en kromosom till en annan (translokation) (ett extremfall - förening av hela kromosomer

Förändringar i en kromosoms struktur är som regel baserade på en initial kränkning av dess integritet - avbrott, som åtföljs av olika omarrangemang som kallas kromosomala mutationer.

Kromosombrott inträffar naturligt under korsning, när de åtföljs av utbyte av motsvarande sektioner mellan homologer. Crossing-over-störning, där kromosomerna utbyter ojämnt genetiskt material, leder till uppkomsten av nya kopplingsgrupper, där enskilda sektioner faller ut - division - eller dubbel - dubbletter. Med sådana omarrangemang ändras antalet gener i kopplingsgruppen.

Kromosombrott kan också inträffa under påverkan av olika mutagena faktorer, främst fysikaliska (joniserande och andra typer av strålning), vissa kemiska föreningar och virus.

Brott mot en kromosoms integritet kan åtföljas av en rotation av dess sektion som ligger mellan två pauser med 180° - inversion. Beroende på om en given region inkluderar centromerregionen eller inte, skiljer de åt pericentrisk Och paracentriska inversioner.

Ett kromosomfragment som separerats från det under brott kan förloras av cellen under nästa mitos om den inte har en centromer. Oftare är ett sådant fragment fäst vid en av kromosomerna - translokation. Det är möjligt att fästa ett fragment till sin egen kromosom, men på en ny plats - införlivande. Sålunda kännetecknas olika typer av inversioner och translokationer av förändringar i genlokalisering.

Således kan förändringar i kromosomorganisationen, som oftast har en negativ inverkan på cellens och organismens livsduglighet, med en viss sannolikhet vara lovande, ärvas i ett antal generationer av celler och organismer och skapa förutsättningar för utvecklingen av kromosomal organisation av ärftligt material.

Fråga nr 22.

(Genomiska mutationer: klassificering, orsaker, mekanismer. Roll i förekomsten av kromosomala syndrom. Antimutationsmekanismer).

Genomisk: - polyploidisering en förändring av antalet kromosomer som inte är en multipel av den haploida uppsättningen. Beroende på ursprunget till kromosomuppsättningar bland polyploider, skiljer man mellan allopolyploider, som har kromosomuppsättningar erhållna genom hybridisering från olika arter, och autopolyploider, där antalet kromosomuppsättningar i deras eget genom ökar.

Genomiska mutationer inkluderar haploidi, polyploidi och aneuploidi.

Aneuploidi är en förändring av antalet individuella kromosomer - frånvaron (monosomi) eller närvaron av ytterligare (trisomi, tetrasomi, allmänt polysomi) kromosomer, d.v.s. obalanserad kromosomuppsättning. Celler med ett förändrat antal kromosomer uppträder som ett resultat av störningar i processen med mitos eller meios, och därför skiljer de mellan mitotisk och meiotisk.

Orsaker till mutationer

Mutationer delas in i spontana och inducerade. Spontana mutationer inträffar spontant under en organisms liv under normala miljöförhållanden med en frekvens av ungefär en nukleotid per cellgenerering.

Inducerade mutationer är ärftliga förändringar i genomet som uppstår som ett resultat av vissa mutagena effekter under artificiella (experimentella) förhållanden eller under negativ miljöpåverkan.

Mutationer uppträder ständigt under processer som sker i en levande cell. De huvudsakliga processerna som leder till uppkomsten av mutationer är DNA-replikation, DNA-reparationsstörningar och genetisk rekombination.

Samband mellan mutationer och DNA-replikation

Många spontana kemiska förändringar i nukleotider leder till mutationer som uppstår under replikering. Till exempel, på grund av deamineringen av cytosin mittemot den, kan uracil inkluderas i DNA-kedjan (ett U-G-par bildas istället för det kanoniska C-G-paret). Under DNA-replikation motsatt uracil ingår adenin i den nya kedjan, ett U-A-par bildas och under nästa replikering ersätts det av ett T-A-par, det vill säga en övergång sker (en punktbyte av en pyrimidin med en annan pyrimidin eller en purin med en annan purin).

Samband mellan mutationer och DNA-rekombination

Av de processer som är förknippade med rekombination leder ojämn korsning oftast till mutationer. Det uppstår vanligtvis i de fall där det finns flera duplicerade kopior av den ursprungliga genen på kromosomen som har behållit en liknande nukleotidsekvens. Som ett resultat av ojämn korsning sker duplicering i en av de rekombinanta kromosomerna och deletion sker i den andra.

Samband mellan mutationer och DNA-reparation

Spontan DNA-skada är ganska vanligt och förekommer i varje cell. För att eliminera konsekvenserna av sådan skada finns det speciella reparationsmekanismer (till exempel skärs en felaktig del av DNA ut och den ursprungliga återställs på denna plats). Mutationer uppstår endast när reparationsmekanismen av någon anledning inte fungerar eller inte kan klara av att eliminera skador. Mutationer som förekommer i gener som kodar för proteiner som är ansvariga för reparation kan leda till en multipel ökning (mutatoreffekt) eller minskning (antimutatoreffekt) i mutationsfrekvensen av andra gener. Således leder mutationer i generna hos många enzymer i excisionsreparationssystemet till en kraftig ökning av frekvensen av somatiska mutationer hos människor, och detta leder i sin tur till utvecklingen av xeroderma pigmentosum och maligna tumörer i integumentet.

Mutationsklassificeringar

Det finns flera klassificeringar av mutationer enligt olika kriterier. Möller föreslog att dela in mutationer enligt arten av förändringen i genens funktion till hypomorfa (de förändrade allelerna verkar i samma riktning som vildtypsallelerna; endast mindre proteinprodukt syntetiseras), amorf (mutationen ser ut som en fullständig förlust av genfunktion, till exempel den vita mutationen i Drosophila ), antimorf (den mutanta egenskapen ändras, till exempel ändras färgen på majskornen från lila till brun) och neomorf.

Modern utbildningslitteratur använder också en mer formell klassificering baserad på karaktären av förändringar i strukturen hos enskilda gener, kromosomer och genomet som helhet. Inom denna klassificering särskiljs följande typer av mutationer:

genomisk;

kromosomala;

Genomisk: - polyploidisering, en förändring av antalet kromosomer som inte är en multipel av den haploida uppsättningen. Beroende på ursprunget för kromosomuppsättningar bland polyploider, skiljer man mellan allopolyploider, som har kromosomuppsättningar som erhållits genom hybridisering från olika arter, och autopolyploider, där antalet kromosomuppsättningar i deras eget genom ökar.

Med kromosomala mutationer uppstår stora omarrangemang i strukturen hos enskilda kromosomer. I det här fallet sker en förlust (deletion) eller fördubbling av en del (duplicering) av det genetiska materialet i en eller flera kromosomer, en förändring i orienteringen av kromosomsegmenten i enskilda kromosomer (inversion), samt en överföring av del av det genetiska materialet från en kromosom till en annan (translokation) (ett extremfall - förening av hela kromosomer.

På gennivå är förändringar i den primära DNA-strukturen hos gener under påverkan av mutationer mindre signifikanta än med kromosomala mutationer, men genmutationer är vanligare. Som ett resultat av genmutationer, substitutioner, deletioner och insertioner av en eller flera nukleotider, sker translokationer, duplikationer och inversioner av olika delar av genen. I fallet när endast en nukleotid förändras på grund av en mutation talar de om punktmutationer

Antimutationsmekanismer säkerställer detektering, eliminering eller undertryckande av onkogenaktivitet. Antimutationsmekanismer realiseras med deltagande av tumörsuppressorer och DNA-reparationssystem.

Fråga nr 23.

(Människan som objekt för genetisk forskning. Cytogenetisk metod: dess betydelse för diagnostik av kromosomala syndrom. Regler för sammanställning av idiogram av friska personer. Idiogram för kromosomala syndrom (autosomala och gonosomala). Exempel)

Människan som objekt för genetisk forskning. Antropogenetik, dess plats i systemet för humanvetenskap, de främsta genetiska markörerna för etnogenetik. Ärftliga sjukdomar, som en del av den allmänna ärftliga variationen hos en person.

Människan, som föremål för genetisk forskning, är komplex:

Den hybridologiska metoden kan inte användas.

Långsam generationsväxling.

Litet antal barn.

Stort antal kromosomer

Human genetik är en speciell gren av genetik som studerar egenskaperna hos nedärvning av egenskaper hos människor, ärftliga sjukdomar (medicinsk genetik) och den genetiska strukturen hos mänskliga populationer. Human genetik är den teoretiska grunden för modern medicin och modern sjukvård.

Det är nu fast etablerat att genetikens lagar är universella.

Men eftersom en person inte bara är en biologisk utan också en social varelse, skiljer sig mänsklig genetik från genetiken hos de flesta organismer i ett antal egenskaper:

– hybridologisk analys (korsningsmetod) är inte tillämplig för att studera mänskligt arv; därför används specifika metoder för genetisk analys: genealogisk (metod för stamtavlaanalys), tvilling, såväl som cytogenetiska, biokemiska, populations- och några andra metoder;

– människor kännetecknas av sociala egenskaper som inte finns i andra organismer, till exempel temperament, komplexa kommunikationssystem baserade på tal, samt matematiska, visuella, musikaliska och andra förmågor;

– tack vare offentligt stöd är överlevnaden och existensen av människor med uppenbara avvikelser från normen möjlig (i det vilda är sådana organismer inte livsdugliga).

Human genetik studerar egenskaperna hos nedärvning av egenskaper hos människor, ärftliga sjukdomar (medicinsk genetik) och den genetiska strukturen hos mänskliga populationer. Human genetik är den teoretiska grunden för modern medicin och modern sjukvård. Flera tusen faktiska genetiska sjukdomar är kända, vilka är nästan 100% beroende av individens genotyp. De mest fruktansvärda av dem inkluderar: sur fibros i bukspottkörteln, fenylketonuri, galaktosemi, olika former av kretinism, hemoglobinopatier, såväl som Down, Turner och Klinefelters syndrom. Dessutom finns sjukdomar som är beroende av både genotyp och miljö: kranskärlssjukdom, diabetes mellitus, reumatoida sjukdomar, mag- och tolvfingertarmssår, många onkologiska sjukdomar, schizofreni och andra psykiska sjukdomar.

Den medicinska genetikens uppgifter är att i tid identifiera bärare av dessa sjukdomar bland föräldrar, identifiera sjuka barn och utveckla rekommendationer för deras behandling. Genetiska och medicinska konsultationer och prenatal diagnostik (det vill säga upptäckt av sjukdomar i de tidiga stadierna av kroppens utveckling) spelar en viktig roll i förebyggandet av genetiskt betingade sjukdomar.

Det finns särskilda sektioner av tillämpad humangenetik (miljögenetik, farmakogenetik, genetisk toxikologi) som studerar den genetiska grunden för sjukvård. När man utvecklar läkemedel, när man studerar kroppens svar på effekterna av negativa faktorer, är det nödvändigt att ta hänsyn till både de individuella egenskaperna hos människor och egenskaperna hos mänskliga populationer.

Ärftliga sjukdomar är sjukdomar som orsakas av störningar i könscellers genetiska (ärftliga) apparat. Ärftliga sjukdomar orsakas av mutationer (se Variabilitet) som uppstår i kromosomapparaten hos en av föräldrarnas könscell eller i mer avlägsna förfäder

Fråga nr 24.

(Biokemisk metod för att studera mänsklig genetik; dess betydelse för diagnos av ärftliga metabola sjukdomar. Rollen av transkriptionella, posttranskriptionella och posttranslationella modifieringar i regleringen av cellulär metabolism. Exempel).

I motsats till den cytogenetiska metoden, som gör det möjligt att studera strukturen av kromosomer och karyotyp normalt och att diagnostisera ärftliga sjukdomar förknippade med förändringar i deras antal och störningar i organisationen, ärftliga sjukdomar orsakade av genmutationer, såväl som polymorfism i normal primär genprodukter, studeras med biokemiska metoder.

Enzymdefekter bestäms genom att bestämma innehållet av metaboliska produkter i blodet och urinen som är resultatet av detta proteins funktion. Brist på slutprodukten, åtföljd av ackumulering av mellanprodukter och biprodukter från nedsatt ämnesomsättning, indikerar en enzymdefekt eller -brist i kroppen.

Biokemisk diagnos av ärftliga metabola störningar utförs i två steg.

I det första skedet väljs presumtiva fall av sjukdomar, i det andra klargörs diagnosen av sjukdomen med mer exakta och komplexa metoder. Användningen av biokemiska studier för att diagnostisera sjukdomar under prenatalperioden eller omedelbart efter födseln gör det möjligt att i tid identifiera patologi och påbörja specifika medicinska åtgärder, som till exempel i fallet med fenylketonuri.

För att bestämma innehållet av mellanprodukter, biprodukter och slutliga ämnesomsättningsprodukter i blod, urin eller fostervatten, förutom kvalitativa reaktioner med specifika reagenser för vissa ämnen, används kromatografiska metoder för att studera aminosyror och andra föreningar.

Transkriptionsfaktorer är proteiner som interagerar med vissa regulatoriska platser och påskyndar eller saktar ner transkriptionsprocessen. Förhållandet mellan informativa och icke-informativa delar i eukaryota transkriptoner är i genomsnitt 1:9 (i prokaryoter är det 9:1). Uppdelningen av DNA i många transkriptoner möjliggör individuell läsning (transkription) av olika gener med olika aktiviteter.

I varje transkripton transkriberas endast en av de två DNA-strängarna, vilket kallas mallsträngen, den andra, komplementär till den, kallas kodningssträngen. Syntesen av RNA-kedjan fortsätter från 5" till 3"-änden, medan mall-DNA-strängen alltid är antiparallell med den syntetiserade nukleinsyran

Post-transkriptionella modifieringar av det primära tRNA-transkriptet (tRNA-bearbetning)

Det primära transkriptet tRNA innehåller cirka 100 nukleotider, och efter bearbetning - 70-90 nukleotidrester. Posttranskriptionella modifieringar av primära tRNA-transkript sker med deltagande av RNaser (ribonukleaser). Således katalyseras bildandet av 3"-änden av tRNA av RNase, vilket är ett 3" exonukleas som "klipper av" en nukleotid i taget tills den når sekvensen -CCA, som är densamma för alla tRNA. För vissa tRNA sker bildningen av -CCA-sekvensen vid 3"-änden (acceptoränden) som ett resultat av sekventiell addition av dessa tre nukleotider. Pre-tRNA innehåller endast en intron, bestående av 14-16 nukleotider. Avlägsnande av intronen och skarvningen leder till bildandet av en struktur som kallas "antikodon" - en triplett av nukleotider som säkerställer interaktionen av tRNA med det komplementära kodonet av mRNA under proteinsyntes

Post-transkriptionella modifieringar (bearbetning) av primärt transkript-RNA. Ribosombildning

Mänskliga celler innehåller cirka hundra kopior av rRNA-genen, lokaliserade i grupper på fem kromosomer. rRNA-gener transkriberas av RNA-polymeras I för att producera identiska transkript. Primära transkript är cirka 13 000 nukleotidrester långa (45S rRNA). Innan den lämnar kärnan som en del av den ribosomala partikeln, genomgår 45 S rRNA-molekylen bearbetning, vilket resulterar i bildandet av 28S rRNA (cirka 5000 nukleotider), 18S rRNA (cirka 2000 nukleotider) och 5,88 rRNA 160 (som ärabout rRNA) komponenter ribosomer (Fig. 4-35). Resten av transkriptet förstörs i kärnan.

Fråga nr 25.

(Genealogical method of human genetics. Grundläggande regler för sammanställning och analys av stamtavlor (med hjälp av exemplet på en egen familjestamtavla). Metodens betydelse i studiet av mönster för nedärvning av egenskaper).

Denna metod är baserad på sammanställning och analys av stamtavlor. Denna metod har använts i stor utsträckning från urminnes tider till idag i hästuppfödning, urval av värdefulla linjer av nötkreatur och grisar, för att skaffa renrasiga hundar, såväl som vid uppfödning av nya raser av pälsdjur. Människosläkter har sammanställts under många århundraden om de regerande familjerna i Europa och Asien.

Vid sammanställning av stamtavlor är utgångspunkten den person - probanden, vars stamtavla studeras. Vanligtvis är detta antingen en patient eller en bärare av en viss egenskap, vars arv måste studeras. Vid sammanställning av antavlatabeller används de symboler som G. Just 1931 föreslagit (bild 6.24). Generationer betecknas med romerska siffror, individer i en given generation betecknas med ar

Konventioner vid sammanställning av stamtavlor (enligt G. Just)

Med hjälp av den genealogiska metoden kan den ärftliga karaktären av egenskapen som studeras fastställas, liksom typen av arv (autosomal dominant, autosomal recessiv, X-länkad dominant eller recessiv, Y-länkad). När man analyserar stamtavlor för flera egenskaper kan den kopplade naturen av deras arv avslöjas, vilket används vid sammanställningen av kromosomkartor. Denna metod låter dig studera intensiteten av mutationsprocessen, bedöma allelens uttrycksförmåga och penetrering. Det används ofta i medicinsk genetisk rådgivning för att förutsäga avkomma. Det bör dock noteras att genealogisk analys blir betydligt mer komplicerad när familjer har få barn.

Stamtavlor med autosomalt dominant nedärvning. Den autosomala typen av nedärvning kännetecknas generellt av en lika stor sannolikhet för förekomsten av denna egenskap hos både män och kvinnor. Detta beror på samma dubbla dos av gener som finns i autosomer hos alla representanter för arten och som tas emot från båda föräldrarna, och beroendet av den utvecklande egenskapen av arten av interaktionen mellan alleliska gener.

Om en egenskap analyseras som inte påverkar organismens livsduglighet, kan bärare av den dominerande egenskapen vara både homo- och heterozygoter. I fallet med dominant nedärvning av någon patologisk egenskap (sjukdom) är homozygoter som regel inte livskraftiga, och bärare av denna egenskap är heterozygoter.

Således, med autosomalt dominant nedärvning, kan egenskapen förekomma lika hos män och kvinnor och kan spåras när det finns tillräckligt många avkommor i varje vertikal generation. Den första beskrivningen av en stamtavla med en autosomalt dominant typ av nedärvning av en anomali hos människor gavs 1905. Den spårar överföringen av brachydactyly (kortfingrade fötter) under ett antal generationer.

Stamtavlor med autosomalt recessivt arv. Recessiva egenskaper uppträder fenotypiskt endast i homozygoter för recessiva alleler. Dessa egenskaper finns vanligtvis hos avkommor till fenotypiskt normala föräldrar som är bärare av recessiva alleler. Sannolikheten för uppkomsten av recessiv avkomma i detta fall är 25%. Om en av föräldrarna har ett recessivt drag, kommer sannolikheten för dess manifestation i avkomman att bero på genotypen av den andra föräldern. Med recessiva föräldrar kommer alla avkommor att ärva motsvarande recessiva egenskap.

Det är typiskt för stamtavlor med en autosomal recessiv typ av arv att egenskapen inte förekommer i varje generation. Oftast uppträder recessiva avkommor hos föräldrar med en dominerande egenskap, och sannolikheten för sådan avkomma ökar i närbesläktade äktenskap, där båda föräldrarna kan vara bärare av samma recessiva allel som erhållits från en gemensam förfader. Ett exempel på autosomalt recessivt arv är härstamningen av en familj med pseudohypertrofisk progressiv myopati, där släktskapsäktenskap är vanliga.

Stamtavlor med dominant X-länkat arv av egenskapen. Gener som finns på X-kromosomen och som inte har alleler på Y-kromosomen finns i genotyperna hos män och kvinnor i olika doser. En kvinna får sina två X-kromosomer och motsvarande gener från både sin far och mamma, medan en man ärver sin enda X-kromosom endast från sin mamma. Utvecklingen av motsvarande egenskap hos män bestäms av den enda allelen som finns i hans genotyp, medan den hos kvinnor är resultatet av interaktionen mellan två alleliska gener. I detta avseende förekommer egenskaper som ärvs på ett X-kopplat sätt i en population med olika sannolikheter hos män och kvinnor.

Med dominant X-kopplad nedärvning är egenskapen vanligare hos kvinnor på grund av den större möjligheten att de får motsvarande allel antingen från fadern eller från modern. Män kan bara ärva denna egenskap från sin mamma. Kvinnor med en dominerande egenskap för den vidare till döttrar och söner, medan män bara överför den till döttrar. Söner ärver aldrig en dominerande X-länkad egenskap från sina fäder.

Ett exempel på denna typ av arv är en stamtavla som beskrevs 1925 med keratosis pilaris, en hudsjukdom som åtföljs av förlust av ögonfransar, ögonbryn och hår på hårbotten.

Stamtavlor för recessiv X-länkad nedärvning av egenskaper. Ett karakteristiskt drag hos stamtavlor med denna typ av arv är den dominerande manifestationen av egenskapen hos hemizygota män, som ärver den från mödrar med en dominerande fenotyp som är bärare av en recessiv allel. Som regel ärvs egenskapen av män genom generationer från morfar till barnbarn. Hos kvinnor manifesterar det sig endast i ett homozygott tillstånd, vars sannolikhet ökar med närbesläktade äktenskap.

Det mest kända exemplet på recessiv X-länkad arv är blödarsjuka Ett annat exempel på arv enligt denna typ är färgblindhet – en viss form av färgsynsnedsättning.

Stamtavlor med Y-kopplat arv. Närvaron av Y-kromosomen endast hos män förklarar egenskaperna hos det Y-kopplade, eller hollandriska, arvet av egenskapen, som endast finns hos män och överförs genom den manliga linjen från generation till generation från far till son.

En egenskap för vilken Y-länkad nedärvning hos människor fortfarande diskuteras är pinna hypertrichosis, eller närvaron av hår på den yttre kanten av pinna.

Fråga nr 26.

(Metoder för mänsklig genetik: befolkningsstatistisk; dermatoglyfisk (med exemplet med analys av ens egen dermatoglyf), genetik för somatiska celler, DNA-studie; deras roll i studiet av mänsklig ärftlig patologi).

Med den befolkningsstatistiska metoden studeras ärftliga egenskaper i stora grupper av befolkningen, i en eller flera generationer. En viktig punkt när man använder denna metod är den statistiska bearbetningen av de erhållna uppgifterna. Med den här metoden kan du beräkna frekvensen av förekomsten av olika genalleler och olika genotyper för dessa alleler i en population och ta reda på fördelningen av olika ärftliga egenskaper, inklusive sjukdomar, i den. Det låter dig studera mutationsprocessen, ärftlighetens och miljöns roll i bildandet av mänsklig fenotypisk polymorfism enligt normala egenskaper, såväl som i förekomsten av sjukdomar, särskilt med en ärftlig predisposition. Denna metod används också för att klargöra betydelsen av genetiska faktorer i antropogenesen, i synnerhet vid rasbildning.

När man statistiskt bearbetar material som erhållits från att undersöka en befolkningsgrupp baserat på en egenskap av intresse för forskaren, är grunden för att belysa populationens genetiska struktur Hardy-Weinbergs lag om genetisk jämvikt. Det återspeglar ett mönster enligt vilket förhållandet mellan genalleler och genotyper i en populations genpool under vissa förhållanden förblir oförändrat under ett antal generationer av denna population. Baserat på denna lag, med data om frekvensen av förekomst i en population av en recessiv fenotyp som har en homozygot genotyp (aa), är det möjligt att beräkna förekomstfrekvensen av den specificerade allelen (a) i genpoolen av en given generation. Genom att utvidga denna information till nästa generationer är det möjligt att förutsäga förekomsten av personer med recessiv egenskap, såväl som heterozygota bärare av en recessiv allel.

Det matematiska uttrycket av Hardy-Weinberg-lagen är formeln (pA + qa)2, där p och q är frekvenserna för alleler A och a för motsvarande gen. Att utöka denna formel gör det möjligt att beräkna förekomsten av personer med olika genotyper och först och främst heterozygoter - bärare av den dolda recessiva allelen: p2AA + 2pqAa + q2aa. Till exempel orsakas albinism av frånvaron av ett enzym som är involverat i bildandet av melaninpigmentet och är en ärftlig recessiv egenskap. Frekvensen av förekomst i populationen av albiner (aa) är 1:20 000. Därför är q2 = 1/20 000, sedan q = 1/141, upp = 140/141. I enlighet med formeln för Hardy-Weinberg-lagen är förekomstfrekvensen av heterozygoter = 2pq, dvs. motsvarar 2 x (1/141) x (140/141) = 280/20000 = 1/70. Det betyder att i denna population förekommer heterozygota bärare av albinismallelen med en frekvens av en av 70 personer.

Analys av förekomsten av olika egenskaper i en population, om de överensstämmer med Hardy-Weinbergs lag, tillåter oss att hävda att egenskaperna orsakas av olika alleler av en gen i händelse av att en gen i genpoolen en population representeras av flera alleler, till exempel ABO-blodgruppsgenen, förhållandet mellan olika genotyper uttrycks formeln (pIA + qIB + rI0) 2.

För närvarande har den ärftliga karaktären hos hudmönster fastställts, även om arvets natur inte har klarlagts helt. Denna egenskap är troligen på ett polygent sätt. Naturen hos kroppens finger- och handflatsmönster påverkas i hög grad av modern genom mekanismen för cytoplasmatisk ärftlighet.

Dermatoglyfiska studier är viktiga för att identifiera tvillingars zygositet. Man tror att om av 10 par homologa fingrar åtminstone 7 har liknande mönster, indikerar detta identiskhet. Likheten mellan mönstren på endast 4-5 fingrar indikerar att tvillingarna är broderliga.

En studie av personer med kromosomsjukdomar avslöjade specifika förändringar i dem, inte bara i mönstret på fingrarna och handflatorna, utan också i arten av de huvudsakliga böjningsspåren på huden på handflatorna. Karakteristiska förändringar i dessa indikatorer observeras i Downs sjukdom, Klinefelter, Shereshevsky-Turners syndrom, vilket tillåter användning av dermatoglyfer och palmoskopimetoder vid diagnos av dessa sjukdomar. Specifika dermatoglyfiska förändringar upptäcks också i vissa kromosomavvikelser, till exempel i "kattens gråt"-syndrom. Dermatoglyfiska förändringar i gensjukdomar har studerats mindre. Specifika avvikelser av dessa indikatorer har emellertid beskrivits vid schizofreni, myasthenia gravis och lymfoid leukemi.

Dessa metoder används också för att fastställa faderskap. De beskrivs mer i detalj i specialiserad litteratur.

Fråga nr 27.

(Begreppet ärftliga sjukdomar: monogena, kromosomala och multifaktoriella mänskliga sjukdomar, mekanismen för deras förekomst och manifestationer. Exempel).

Monogen Denna typ av arv kallas när en ärftlig egenskap kontrolleras av en enda gen.

Monogena sjukdomar delas in efter typ av arv:
autosomal dominant (det vill säga om minst en av föräldrarna är sjuk, då kommer barnet också att vara sjukt), t.ex.
- Marfans syndrom, neurofibromatos, akondroplasi
– autosomal recessiv (ett barn kan bli sjukt om båda föräldrarna är bärare av denna sjukdom, eller en förälder är sjuk och den andra är bärare av genmutationer som orsakar det
sjukdom)
– cystisk fibros, spinal myoatrofi.
Större uppmärksamhet på denna grupp av sjukdomar beror också på det faktum att deras antal, som det visar sig, är mycket högre än man tidigare trott. Alla sjukdomar har helt olika prevalens, vilket kan variera beroende på både geografi och nationalitet, till exempel förekommer Huntingtons chorea hos 1 av 20 000 européer och finns nästan aldrig i Japan, Tay-Sachs sjukdom är karakteristisk för ashkenazijudar och är extremt sällsynt i andra folk.
I Ryssland är de vanligaste monogeniskt ärftliga sjukdomarna cystisk fibros (1/12000 nyfödda), myoatrofigrupp (1/10000 nyfödda), hemofili A (1/5000 nyfödda pojkar).
Naturligtvis har många monogena sjukdomar identifierats under lång tid och är välkända för medicinska genetiker.

Till kromosomala Dessa inkluderar sjukdomar orsakade av genomiska mutationer eller strukturella förändringar i enskilda kromosomer. Kromosomsjukdomar uppstår som ett resultat av mutationer i en av föräldrarnas könsceller. Inte mer än 3-5% av dem förs vidare från generation till generation. Kromosomavvikelser står för cirka 50 % av spontana aborter och 7 % av alla dödfödslar.

Alla kromosomsjukdomar brukar delas in i två grupper: abnormiteter i antalet kromosomer och störningar i kromosomernas struktur.

Sjukdomar orsakade av en kränkning av antalet autosomer (icke-könade) kromosomer

Downs syndrom - trisomi på kromosom 21, tecken inkluderar: demens, tillväxthämning, karakteristiskt utseende, förändringar i dermatoglyfer;

Patau syndrom - trisomi på kromosom 13, kännetecknad av flera missbildningar, idioti, ofta - polydaktyli, strukturella abnormiteter i könsorganen, dövhet; nästan alla patienter lever inte för att se ett år;

Edwards syndrom - trisomi på kromosom 18, underkäken och munöppningen är små, palpebralfissurerna är smala och korta, öronen är deformerade; 60% av barnen dör före 3 månaders ålder, endast 10% överlever till ett år, huvudorsaken är andningsstopp och störningar i hjärtat.

Sjukdomar förknippade med en kränkning av antalet könskromosomer

Shereshevsky-Turners syndrom - frånvaron av en X-kromosom hos kvinnor (45 XO) på grund av en kränkning av könskromosomernas divergens; tecken inkluderar kortväxthet, sexuell infantilism och infertilitet, olika somatiska störningar (mikrognathia, kort nacke, etc.);

polysomi på X-kromosomen - inkluderar trisomi (karyoter 47, XXX), tetrasomi (48, XXXX), pentasomi (49, XXXXX), det finns en lätt minskning av intelligens, en ökad sannolikhet för att utveckla psykos och schizofreni med en ogynnsam typ av kurs;

Y-kromosompolysomi - liksom X-kromosompolysomi, inkluderar trisomi (karyoter 47, XYY), tetrasomi (48, XYYY), pentasomi (49, XYYYY), kliniska manifestationer liknar också X-kromosompolysomi;

Klinefelters syndrom - polysomi på X- och Y-kromosomerna hos pojkar (47, XXY; 48, XXYY, etc.), tecken: eunuchoid typ av kroppsbyggnad, gynekomasti, svag hårväxt i ansiktet, i armhålorna och på puben , sexuell infantilism, infertilitet; mental utveckling släpar efter, men ibland är intelligens normalt.

Sjukdomar orsakade av polyploidi

triploidi, tetraploidi, etc.; orsaken är en störning av meiosprocessen på grund av mutation, som ett resultat av vilket dotterkönscellen istället för den haploida (23) får en diploid (46) uppsättning kromosomer, det vill säga 69 kromosomer (hos män är karyotypen 69, XYY, hos kvinnor - 69, XXX); nästan alltid dödlig före födseln

Multifaktoriella sjukdomar, eller sjukdomar med ärftlig anlag

Gruppen av sjukdomar skiljer sig från gensjukdomar genom att de kräver inverkan av miljöfaktorer för att manifestera sig. Bland dem skiljer man också mellan monogen, där ärftlig predisposition orsakas av en patologiskt förändrad gen, och polygen. De senare bestäms av många gener, som i ett normalt tillstånd, men med en viss växelverkan sinsemellan och med miljöfaktorer, skapar en anlag för uppkomsten av sjukdomen. De kallas multifaktoriella sjukdomar (MFD).

Monogena sjukdomar med ärftliga anlag är relativt få till antalet. Metoden för mendelsk genetisk analys är tillämplig på dem. Med tanke på miljöns viktiga roll i deras manifestation betraktas de som ärftligt bestämda patologiska reaktioner på verkan av olika yttre faktorer (läkemedel, livsmedelstillsatser, fysiska och biologiska medel), som är baserade på ärftlig brist på vissa enzymer.

Faktorer som orsakar mutationer. Faktorer som orsakar (inducerar) mutationer kan vara en mängd olika miljöpåverkan: temperatur, ultraviolett strålning, strålning (både naturlig och artificiell), verkan av olika kemiska föreningar - mutagener. Mutagener är agenter i den yttre miljön som orsakar vissa förändringar i genotypen - mutation, och processen för bildandet av mutationer kallas mutagenes.

Radioaktiv mutagenes började studeras på 20-talet av vårt århundrade. 1925 använde de sovjetiska forskarna G.S. Filippov och G.A. Nadson, för första gången i genetikens historia, röntgenstrålar för att få mutationer i jäst. Ett år senare använde den amerikanske forskaren G. Meller (senare två gånger nobelpristagare), som arbetade länge i Moskva vid institutet som leds av N.K Koltsov, samma mutagen på Drosophila.

Kemisk mutagenes studerades först målmedvetet av N.K. Koltsovs medarbetare V.V. Sakharov på Drosophila när dess ägg exponerades för jod, och senare av M.E. Lobashov.

Kemiska mutagener inkluderar en mängd olika ämnen (alkylerande föreningar, väteperoxid, aldehyder och ketoner, salpetersyra och dess analoger, olika antimetaboliter, salter av tungmetaller, färgämnen med grundläggande egenskaper, aromatiska ämnen), insekticider (från latinets insekter - insekter). , cida - mördare), herbicider (då lat. herba - gräs), droger, alkohol, nikotin, vissa medicinska ämnen och många andra.

Genetiskt aktiva faktorer kan delas in i 3 kategorier: fysikaliska, kemiska och biologiska.

Fysiska faktorer. Dessa inkluderar olika typer av joniserande strålning och ultraviolett strålning. En studie av strålningens effekt på mutationsprocessen visade att det i detta fall inte finns någon tröskeldos, och även de minsta doserna ökar sannolikheten för att mutationer ska inträffa i befolkningen. En ökning av mutationsfrekvensen är farlig, inte så mycket i individuell mening, utan ur synvinkeln att öka befolkningens genetiska belastning. Till exempel, bestrålning av en av makarna med en dos inom intervallet för att fördubbla mutationsfrekvensen (1,0 - 1,5 Gy) ökar risken något för att få ett sjukt barn (från en nivå av 4 - 5% till en nivå av 5 - 6 %). Om befolkningen i en hel region får samma dos kommer antalet ärftliga sjukdomar i befolkningen att fördubblas på en generation.

Kemiska faktorer. Kemikaliseringen av jordbruket och andra områden av mänsklig aktivitet, utvecklingen av den kemiska industrin ledde till syntesen av ett enormt flöde av ämnen (totalt från 3,5 till 4,3 miljoner), inklusive de som aldrig hade funnits i biosfären på miljontals år av tidigare evolution. Det betyder först och främst nedbrytbarheten och därmed långtidsbevarandet av främmande ämnen som kommer in i miljön. Det som från början togs som en bedrift i kampen mot skadedjur förvandlades senare till ett komplext problem. Den utbredda användningen på 40-60-talet av insekticidet DDT, som tillhör klassen av klorerade kolväten, ledde till att den spreds över hela jordklotet, ända fram till Antarktis is.

De flesta bekämpningsmedel är mycket resistenta mot kemisk och biologisk nedbrytning och har en hög grad av toxicitet.

Biologiska faktorer. Tillsammans med fysiska och kemiska mutagener har vissa faktorer av biologisk natur också genetisk aktivitet. Mekanismerna för den mutagena effekten av dessa faktorer har studerats minst i detalj. I slutet av 30-talet påbörjade S. och M. Gershenzon studier av mutagenes i Drosophila under påverkan av exogent DNA och virus. Sedan dess har den mutagena effekten av många virusinfektioner hos människor fastställts. Kromosomavvikelser i somatiska celler orsakas av smittkoppor, mässling, vattkoppor, påssjuka, influensa, hepatit etc. virus.

Mer om ämnet Faktorer som orsakar mutationer i den ärftliga apparaten:

1. MUTATIONER SOM ORSAK TILL MEDFÖLDA OCH ÄRFTLIGA SJUKDOMAR
2. Förekomst av mutationer i samband med ärftliga former av bröstcancer bland invånare i NOVOSIBIRSK