Радиация, воздействие на генетический

Индуцированные мутации, вызванные облучением, впервые были полу-, чены советскими учеными Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, которые в 1925 г. наблюдали мутационный эффект на дрожжах после воздействия на них радиевыми лучами. В 1927 г. американский генетик Г. Меллер показал, что рентгеновы лучи могут вызвать множество мутаций у дрозофилы, а позже мутагенное действие рентгеновых лучей подтвердилось на многих объектах. В дальнейшем было установлено, что наследственные изменения вызываются также всеми другими видами проникающей радиации. Для получения искусственных мутаций часто используются гамма-лучи, источником которых в лабораториях обычно является радиоактивный кобальт Со °. В последнее время для индуцирования мутаций все шире применяются нейтроны, обладающие большой проникающей способностью. При этом возникают как разрывы хромосом, так и точковые мутации. Изучение мутаций, связанных с действием нейтронов и гамма-лучей, представляет особый интерес по двум причинам. Во-первых, установлено, что генетические последствия атомных взрывов связаны прежде всего с мутагенным влиянием ионизирующей радиации. Во-вторых, физические методы мутагенеза используются для получения ценных в хозяйственном отношении сортов культурных растений. Так, советские исследователи, используя методы воздействия физическими факторами, получили стойкие к ряду грибковых заболеваний и более урожайные сорта пшеницы и ячменя. [c.150]

Несмотря на попытки игнорировать угрозу новой войны, мы не можем не рассматривать этой проблемы. Возможность практически полного уничтожения сложноорганизованных форм живого в результате воздействия радиации на генетический аппарат вполне реальна. Конечно, внушает надежду тот факт, что человечество уже много лет живет с атомным оружием, не пустив его в употребление, но постоянные угрозы воспользоваться им как последним средством могут привести к всемирной катастрофе. [c.368]

Если ошибка синтеза не устраняется системами репарации, то неизбежна деформация дуплекса и искажение генетической программы. Такие сохраняющиеся при репликации изменения ДНК носят название мутации. Они могут быть спонтанными и индуцированными. Частота спонтанных мутаций невелика и составляет всего 10 —10 на клетку. В основном имеют место мутации, обусловленные действием внешних факторов физических (радиация), биологических (вирусы) и чужеродных химических веществ на генетический аппарат клеток. Наиболее многочисленными и опасными являются мутагены окружающей среды. Загрязнение воды и воздуха различными химическими отходами промышленных предприятий, химическими средствами защиты растений отрицательно сказывается на генетической программе всех живых организмов. В последние годы установлено, что ряд пищевых красителей, стабилизаторов и вкусовых добавок обладает выраженной мутагенной активностью, что привело к значительному ужесточению требований, связанных с применением химических веществ в пищевой промышленности. Многие лекарственные вещества также воздействуют на генетический аппарат клеток и должны подвергаться специальным генетическим испытаниям. [c.455]

Наряду с генетически детерминированными различиями в устойчивости к радиации радиобиологам хорошо известны и активно исследуются явления искусственно модифицированной радиочувствительности. Изменяя газовый состав атмосферы и температуру во время облучения, замораживая объекты или изменяя содержание воды в них, удается значительно изменить х устойчивость к радиации. Кроме того, обнаружен широкий спектр химических воздействий, способных усилить или ослабить действие радиации иа организмы. Подробнее об этих эффектах говорится в последующих разделах. [c.156]

Фенотипические характеристики облученных популяций человека. Кроме сомнительных с этической точки зрения экспериментов на добровольцах, прямая оценка генетических эффектов радиации может быть получена только при облучении людей либо с терапевтическими целями, либо в результате аварии. В случае лечебных процедур оценки доз, как правило, довольно точны, однако число облучаемых индивидов невелико и отбираются они в результате обнаружения у них различных заболеваний. При терапевтическом воздействии радиация обычно применяется в виде нескольких очень высоких доз, а профессиональное облучение характеризуется низкими дозовыми мощностями. В случае аварий оценка дозы может быть очень неточной, однако дозы и дозовые мощности, как правило, высоки. [c.244]

Гр установлено, что воздействие радиации вызывает существенные изменения в относительном содержании изоформ изученных ферментов, которые имеют, по-видимому, фазовый характер. Считают, что эти результаты связаны с интенсивной перестройкой генетического аппарата клетки в период до 7 суток после облучения. Новому структурно-функциональному состоянию генетического аппарата соответствует иной уровень процессов метаболизма, происходит запуск адаптивных систем, нивелирующих нарушения, возникающие в результате воздействия ионизирующего излучения на организм. [c.147]

Наиболее сильное влияние иа изменение структуры популяций оказывает отбор. Под влиянием его концентрация одних генов повышается, а других — снижается. Организмы, более приспособленные к данным условиям среды, дают более многочисленное потомство. При изменении условий среды преимущества в борьбе за жизнь получают наиболее приспособленные особи, и в соответствии с этим структура популяции перестраивается. Разные генотипы популяции имеют разную выживаемость и, следовательно, различную воспроизводимость в поколениях. Так, при воздействии радиации на одноклеточную зеленую водоросль хлореллу в течение нескольких десятков поколений благодаря отбору мутаций происходит направленная генетическая адаптация к высокому фо-.ну радиации. [c.321]

Преобладание соматических повреждений мембран клетки свободными радикалами над генетическими повреждениями воспроизводящих клеток в результате прямого действия означает, что дефекты у новорожденных будут эволюционного, а не генетического происхождения. Аналогично, любое увеличение числа клеток новообразования обусловлено нарушением защитных функций организма против пролиферации этих клеток, а не повреждением генов. Но наиболее важно, что многие заболевания, которые никогда ранее не связывались с уровнем радиации, например, инфекционные заболевания (грипп и пневмония), а также хронические заболевания (эмфизема, болезни сердца, диабет, заболевание почек и паралич) в действительности существенно зависят даже от малых доз облучения. Если на основе ранних исследований генетических и соматических воздействий радиации большого уровня [22] эффект воздействия должен был составить несколько процентов на 1 рад, то в действительности он равен 0,1 — 1,0%/мрад, т. е. примерно в 100—1000 раз больше. Известно, что многие группы населения получают дозы облучения, в несколько раз превышающие уровень фоновой радиации, т. е. 50—120 мрад/год. Эти группы можно разделить на следующие большие категории [c.424]

Принимая во внимание непрерывное возрастание содержания в атмосфере за счет выбросов газов при переработке топлива атомных реакторов, были сделаны оценки предполагаемого увеличения заболеваемости населения раком. Оценки показали, что вклад в смертность от рака очень шзок по сравнению с вкладом от других источников излучения. Аналогичные выводы получены при рассмотрении генетических последствий воздействия Кт, которые оказались намного ниже результатов воздействия природного фона радиации ( 1,7 м Зв/г.), обусловливающего 60-100 случаев на 10 потомков [36]. [c.273]

Удваивающая доза. При обсуждении проблемы генетического риска, связанного с радиацией, для человека часто рассматривают так называемые удваивающие дозы [1537]. Представление об удвоенной частоте мутаций совершенно произвольно. Оно было выбрано в качестве удобного ориентира при подборе такой дозы радиации, которая при облучении ею человеческой популяции удвоила бы естественную частоту мутаций. В свете упомянутых выше дискуссий очевидно, что никакой единственной удваивающей дозы быть не может. Удваивающая доза будет изменяться с изменением типа мутации, стадии развития половой клетки, на которой проводилось облучение, специфического типа радиации и мощности дозы. Поэтому использование единственной удваивающей дозы для всех типов воздействия облучения на человека лишено смысла. Еще более бессмысленны удваивающие дозы для специфических ситуаций, например удваивающая дХоза острого облучения или удваивающая доза хронического облучения. Согласно данным, полученным в экспериментах на мышах, удваивающая доза равна 18-52 рэ-мам в случае острого облучения и 100 рэмам в случае хронического облучения. Резонно предположить, что удваивающие дозы для людей имеют приблизительно такой же порядок величины, хотя существуют данные, свидетельствующие о большей радиоустойчивости человека (см. разд. 5.2.1.5). [c.238]

После человека Е. all является в настоящее время наиболее интенсивно изучаемым организмом . Бактерии можно подвергать действию радиации или мутагенных агентов, повреждающих их генетический аппарат, таким образом, чтобы вызвать специфическое изменение биосинтетических процессов, контролируемых соответствующими генами. В таком случае становится возможным идентифицировать промежуточные продукты реакций, накапливающиеся в культуре мутанта. Бактерии можно заморозить и затем разрушить, чтобы извлечь из них ферменты. Применение таких чрезвычайно жестких воздействий к другим организмам часто оказывается невозможным. Наконец, особенности процессов синтеза и распада у бактерий таковы, что позволяют им быстро расти на простых средах из минеральных солей с очень широким набором органических соединений в качестве источника углерода. В таких случаях иногда легче следить за химическими превращениями простого соединения, которым питаются микробы, чем за сложными веществами, которыми питаются высшие организмы. [c.29]

Если сравнительно большое число работ, начиная с псследований Литл и Бэг (1924), посвяш,ено выявлению генетических повре- кдепий у млекопитающих под воздействием проникающей радиации, то исследований по химическому мутагенезу, проведенных на млекопитающих, в доступной нам литературе мы практически не обнаружили. Исключением являются две работы А. Блюм (1934), вводя самцам мышей алкалоид рицион, обнаружила, что развивавшаяся у них невосприимчивость к этому яду передается по наследству Тайне и соавторы (1946) нашли, что под влиянием ежедневного введения никотина у белых крыс снижалась способность к воспрон.з-водству потомства. Уменьшение числа потомков и снижение их веса наблюдалось и у потомства, которое само в течение всей жизни совершенно не контактировало с никотином. [c.304]

С открытием мутагенного действия излучений многие радиобиологи перешли, к изучению единичной реакции дискретных биологических структур (генов, хромосом) на радиационное воздействие. В это же время значительно совершенствуются методы дозиметрии излучений, вводится и онизационая единица дозы — рентген. Появляется возможность количественного анализа биологического действия излучений, основанного на выяснении зависимости между наблюдаемым биологическим эффектом и дозой радиации, поглощенной изучаемой системой. Такие эксперименты проводились не только на ядерных наследственных структурах, но и на клонах клеток, вирусных частицах, препаратах ферментов. Результаты, полученные в точных количественных опытах, свидетельствовали о вероятностном характере проявления единичной реакции объекта в ответ на облучение в данной дозе радиации. Иначе говоря, при облучении однородных объектов (клетки одного клона, молекулы одного типа и т. д.) наблюдали, что при любой малой дозе радиации некоторое число объектов оказывается пораженным, а другие сохраняют исходные свойства при самой большой дозе радиации небольшая доля объектов все еще остается непораженной. Кривые доза — эффект в этих случаях имели экспоненциальный характер и надежно экстраполировались к нулевой точке. Обнаруженный эффект нельзя было объяснить ес-. тественной вариабельностью речь шла о генетически однородных клетках и вирусных частицах или молекулах одного типа. Его трактовка потребовала привлечения фундаментальных физических концепций, прежде всего представлений о вероятностном характере поглощения энергии излучений, о дискретной природе частиц, составляющих ионизирующие излучения, о физически микро-гетерогенной организации биологических структур. [c.9]

Мутации -это изменения в молекуле ДНК, содержащей генетическую информацию и находящейся в ядре клетки живого организма, в результатевоз-действия внешних факторов, таких как радиация или химические воздействий. Мутации разрушают или изменяют месторасположение нуклеотидов, составляющих молекулу ДНК. Во многих случаях мутации являются причиной необратимых процессов в клетке. Поэтому щтация, которой прикрываются эволюционисты - не волшебная палочка, которая можетусовершенствовать живой организм Очевидно, что воздействие мутации всегда негативно. Результаты мутационных изменений можно увидеть на людях, подверг- [c.39]

Для выявления механизмов действия радиации на многоклеточные организмы большое значение имеют исследования на клеточном и субклеточ1Ном уровне. Репродуктивная и интерфазная гибель клеток лежит в основе дегенерации и атрофии различных органов и тканей. Поражение субклеточных структур и нарушение обмена веществ в отдельных клетках оказывает выраженное влияние на функционирование целостного организма и поддержание го гомеостаза. В то же время очевидно, что реакция слож1Юго организма на радиационное воздействие не сводится к простой сумме клеточных и субклеточных эффектов. Возникающие изменения взаимосвязаны, затрагивают весь организм как целое, могут опосредоваться за счет особых механизмов, присущих только таким сложным и высокоийтегрированным системам, какими являются многоклеточные организмы. В настоящее время, несмотря на обилие фактического материала, радиобиологией все еще не подучен однозначный ответ на вопрос о ведущих механизмах поражающего действия радиации на отдельные клетки и тем более на многоклеточные организмы. Большинство современных исследований направлено на выявление причин генетически детерминированных различий в радиочувствительности организмов, на изучение механизмов модифицированной устойчивости биологических объектов к действию радиации, на расшифровку первичных и начальных физико-химических процессов, протекающих после облучения. [c.151]

Открытие индуцированного мутационного процесса потребовало от исследователей больших усилий. Прежде чем Г. Мёллер (1927) опубликовал свою работу о мутагенном эффекте радиации у дрозофилы, целый ряд попыток, предпринятых в школе Т. X. Моргана, окончился неудачей. Открытие химического мутагенеза у дрозофилы В. В. Сахаровым и М. Е. Лобашевым основывалось на достоверных, но небольших эффектах. Исторический парадокс заключается в том, что в наше время воздействия, которые имеют реальную или потенциальную мутагенную активность, встречаются на каждом шагу. Для многих распространенных загрязнителей окружающей среды, таких, как промышленные отходы или вещества, используемые в промышленности, например диэтилсулъфат, этиленимин, -пропиолактон и др., как радиоактивные отходы, как пестициды (инсектициды, фунгициды, гербициды), установлена генетическая активность. Кроме того, она установлена и для химических соединений, с которыми человек контактирует в своей повседневной жизни лекарства, пищевые добавки, прежде всего консерванты и пищевые красители, косметические средства некоторые красители для волос, аэрозольные лаки. [c.526]

После подписания в 1963 г. договора о запрещении испытаний ядерного оружия содержание °5г в молоке стало снижаться, а уровень смертности снова стал уменьшаться. Однако снижение уровня происходило уже не так быстро, как до начала ядерных испытаний, так как после 1963 г. некоторые страны продолжали проводить испытания в атмосфере . Тем не менее начавшееся вновь снижение смертности при одновременном уменьшении содержания радиоактивных осадков в молоке [53] означает, что при поражении клеток родителей, а не мембран клеток развивающегося младенца, эффект не может быть генетическим. Следовательно, резкое снижение смертности на 1000 рождений с 3 (в 1965 г.) до 1 (в начале 1974 г.) еще раз подтвердило важность косвенного, соматического действия радиации при возрастании опасности от воздействия радиации, что соответствует результатам Стокке [15] и наблюдениям Леванна [51]. [c.440]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология