Мутагенные агенты

Частота мутаций возрастает под влиянием мутагенных агентов (индуцированные мутации). Мутагенные агенты подразделяют на три группы химические, физические и биологические. [c.102]

Мутаген, агент, вызывающий мутацию. [c.156]

Второй важный подход к выяснению метаболических путей связан с изучением мутантных организмов, не способных синтезировать данный фермент в активной форме. Такой дефект, если только он не является летальным, может проявиться в том, что у мутанта будет накапливаться и выводиться из организма субстрат дефектного фермента. Некоторые этапы обмена аминокислот удалось, например, выяснить, исследуя у людей в ю-жденные нарущения обмена, при которых в организме не вырабатывается определенный фермент (рис. 13-18). У человека такие генетические нарущения встречаются сравнительно редко и вследствие этого не могут служить объектом систематического изучения. Однако у микроорганизмов их можно вызвать искусственно, воздействуя на клетки различными мутагенными агентами (рентгеновскими лучами или определенными химическими соединениями), способными изменять структуру определенных генов в их ДНК. Полученные таким путем мутантные микроорганизмы, утратив-пше способность синтезировать тот или иной фермент, могут служить прекрасным орудием для изучения метаболизма. [c.392]

В генетическом процессе близость потенциалов, связывающих химические мутагены с генами различных организмов, позволяет реагировать с очень многими нуклеотидами, а иногда даже несколькими нуклеотидами внутри одного гена, что важно для успеха мутационной селекции. В спонтанном мутационном процессе, сыгравшем огромную роль во всех явлениях естественного отбора и которому до сих пор была обязана своими успехами сельскохозяйственная селекция, также большое значение имеет наличие в каждом гене неодинаковых дискретных уровней. У большинства генов есть нуклеотиды, чувствительные к действию более слабых природных мутагенных агентов. Тем самым они участвуют в создании исходного материала в различных видах селекционных процессов. [c.14]

Изучение кинетики инактивации различных биологических структур под действием химических мутагенов представляет собой и теоретический и практический интерес. Характер кривой инактивации позволяет сделать выводы о первичных механизмах взаимо-действия биологического материала с мутагенным агентом и судить об участии в этом процессе ферментных систем репарации. В практических целях на основе исследования биологически допустимых доз каждого из используемых химических мутагенов представляется возможность — выбрать оптимальные дозы для каждой конкретной задачи исследования. [c.38]

Мутагенез всегда сопряжен с гибелью большой части бактериальных клеток. Все мутагенные агенты так или иначе вредят жизнедеятельности. Однако передаваемые потомству изменения фенотипа могут быть изучены, не взирая на это затруднение. [c.293]

Количественно мутагенез следует рассматривать как реакцию 1-го порядка относительно ДНК и мутагенного агента. Именно тот факт, что кинетика накопления мутантов подчиняется 1-му порядку, свидетельствует о том, что необходимо одно эффективное столкновение молекулы мутагена с молекулой ДНК, чтобы произошла мутация. Это доказывает, что химический мутагенез затрагивает лишь одно звено в цепи ДНК. Второе доказательство — сравнительно высокая вероятность реверсий. Если бы мутация затрагивала несколько звеньев цепи ДНК, то вероятность одновременного исправления этих звеньев была бы очень малой величиной. Однако большинство простых замещений может быть эффективно исправлено действием того же мутагена. [c.406]

Грибы более восприимчивы к мутагенным агентам, чем растение-хозяин, в связи с тем что интенсивность деления клеток у них выше, чем у растений. [c.234]

Для решения этой задачи нами были осуществлены модельные радиобиологические эксперименты с покоящимися внеклеточными бактериальными вирусами, которые предварительно, до облучения, обрабатывались гидроксиламином (ГА). ГА, как известно [18, 7, 16, 19, 22], — мутагенный агент, избирательно взаимодействующий с аминогруппами цитозина без нарушения целостности пиримидинового кольца и цепей главных валентностей ДНК- [c.162]

Надо отметить, что часто цитологический эффект от действия гербицидов изучался на чувствительных к ним культурах, и гербициды использовались в довольно высоких концентрациях. Но даже и в этих случаях (т. е. при появлении хромосомных аберраций в митозе) категорически считать изучаемые гербициды мутагенными агентами нельзя, так как, во-первых, в полевых условиях рас- [c.98]

Несомненно, имеется много случаев использования закономерностей белковых реакций в биологических целях, однако здесь им не уделено большого внимания. В частности, в литературе, посвященной проблемам бактериологии, можно найти исследования по вопросам о влиянии этерификации карбоксильных групп белка на реакции окрашивания бактериальных клеток [16], о связи между химическим изменением поверхности бактерий и агглютинацией или электрофоретической подвижностью [17], об ингибировании ферментативного действия при помощи алкили-рующих веществ и о поисках мутагенных агентов. [c.271]

Рассмотренные выше примеры, как нам кажется, ясно говорят о том, что для микробиолога, знающего лишь состав среды, в которую произведен посев какого-либо микроба, может оказаться очень затруднительным предсказать возможность появления в дальнейшем мутагенных агентов в изучаемой им системе. Тем более, если даже мысль о такой возможности не формулируется. С другой стороны, ознакомление с теми же примерами не может не пробудить естественного интереса к экспериментальному контролю, а быть может — и последующему использованию того круга явлений, которые начинают представать нашим взорам. [c.72]

По-видимому, между канцерогенными и мутагенными свойствами этих соединений существует связь. Например, 69 — мощный мутагенный агент, а также сильный канцероген, и при одноразовом введении может вызвать образование злокачественной опухоли желудка у крыс [471]. В то же время [c.188]

Частоты возникновения мутаций в случае редких вариантов ферментов. Частоты редких вариантов ферментов будут обсуждаться в разд. 6.1.2. Учитывая, что на данный момент никаких новых мутаций, приводящих к появлению таких вариантов у людей, не подвергавшихся воздействию мутагенных агентов, не обнаружено, знание этих частот позволяет рассчитать верхний предел скорости мутирования он оказался равным [X = 2,24 х 10 на ген на поколение [1788]. Эта оценка свидетельствует, что частоты возникновения мутаций в соответствующих генах не выше частот мутаций в [c.170]

Сколько людей подвергается воздействию определенного мутагенного агента [c.270]

В научных лабораториях остался позади период академических дискуссий относительно природы новообразований. Сейчас уже нет никаких сомнений в том, что и мутагенные агенты, и радиация, и опухолеродные вирусы— порознь или совместно — способствуют возникновению опухолей. Задача состоит сейчас в том, чтобы продолжать углубленное изучение биологии опухолей, стремясь э то же время к практическому использованию получаемых знаний. Вслед за головокружительным развитием генетической инженерии, безусловно, последует дальнейшее развитие химиотерапии рака. [c.9]

Другой способ, при помощи которого химические соединения могут вызывать мутации типа замены оснований, состоит в непосредственном встраивании соединения в молекулу самой ДНК. Так, например, 5-бромодезоксиуридин (или бромоурацил), мощный мутагенный агент, может замещать в ДНК тимидин. Менее эффективные агенты, предположительно действующие таким же образом, — это 2-аминопурин и 2,6-диаминопурин. [c.290]

Как можно распознать мутагенное соединение Очень ценный метод, основанный на использовании тест-штаммов бактерий, предложили Амес и сотрудники, использовавшие мутанты Salmonella, не способные синтезировать собственный гистидин, но способные расти, когда мутагенный агент вызывает обратную мутацию. Мутации одного такого [c.293]

В самой структуре пуринов и пиримидинов содержатся возможности для неправильных спариваний вследствие таутомерных превращений, кето-енольных и амино-иминных переходов. На рис. 5 изображены неправильные пары, способные образоваться вследствие таутомерии. Правда, статистич. вес таутомерных форм очень низок, но и мутации образуются очень редко, если на ДНК не воздействуют мутагенными агентами. Хорошим подтверждением роли таутомерии оснований в мутагенезе служит след. факт. Если бактерии подпитывать 5-бромурацилом, то этот пиримидин частично включается в ДНК на место тимина. 5-Бромурацил оказывает при этом сильное мутагенное действие на клетки вследствие электроотрицательности брома происходит сильное смещение равновесия в пользу таутомерной (енольной) формы, и это основание начинает гораздо чаще образовывать ошибочную пару с гуанином, чем это делал тимин. Суммарное число мутаций у бактерий под действием этого агента может достигать нескольких процентов на поколение. [c.195]

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]

Рентгеновские лучи создают частично в воде, а также в самой нуклеиновой кислоте активные свободные радикалы и возбужденные метастабильные состояния весьма реакционоспособные. Радикалы и ведут химические реакции, изменяющие ДНК. Ультрафиолетовый свет является хорошим мутагенным агентом для бактерий, которые могут быть подвергнуты облучению в тонком слое. Изучение спектра действия , т. е. вероятности мутагенеза как функции длины волны, обнаружило оптимум при 260 т и, т. е. в максимуме поглощения нуклеиновых кислот. Квапт hv в этом случае недостаточен для ионизации, но вполне обычен для фотохимических реакций, проходящих через стадии радикалов или метастабильных состояний. Важное наблюдение заключается в том, что можно облучить сначала пустую питательную среду, затем ввести в нее бактерии и вызвать мутагенез. [c.404]

Не всегда гербициды вызывали явные нарушения митоза у растений. В частности, Моррисон (17), изучая действие авадекса на митоз в кончиках корней гороха, льна, кукурузы, пшеницы и ячменя, обнаружил, что в клетках, устойчивых к этому гербициду растений (горох, лен) не наблюдались уродливые фигуры митоза даже при угнетени роста, но и в клетках чувствительных растений не обнаруживались разрывы хромосом, хотя и появлялись изредка полиплоидные ядра. Это позволило Моррисону сделать вывод, что авадекс не является серьезным мутагенным агентом для изученных культур. [c.98]

Это может быть следствием ряда причин может быть нарушение процесса деления связано с действием на процессы роста, предшествующие делению возможно нарушается образование веретенного аппарата, что свойственно карбаматам, так как веретенный аппарат образуется в профазе (2) возможно удлиняется период профазы, так как резкое возрастание МИ связано в основном с увеличением числа профазных фигур, и, наконец, возможно под действием гербицидов приостанавливается деление части клеток на каком-то этапе, и это стимулирует вступление в деление других покоящихся центров (защитная реакция). Все эти предположения могут относиться к механизму действия данных гербицидов. Нас в данном исследовании интересует непосредственное действие карбина и триаллата на наследственные структуры — хромосомы. Снижение МИ через 44 часа на вариантах с гербицидами до уровня контроля и отсутствие разрывов хромосом (отсутствие анафазных аберраций) можно рассматривать как положительный факт, позволяющий нам предположить, что карбин и триаллат не являются серьезными мутагенными агентами в посевах ячменя. [c.101]

Термин естественная , вынесенный в заголовок настоящей статьи, взят нами в кавычки не случайно, но с тем, чтобы обратить вттпмапио читателя на отсутствие достаточной строгости в его употреблении в современной литературе по. изменчивости актиномицетов. Среди спектра оттенков подразумеваемых значений, можно отметить такие, как противопо-ставление естественной изменчивости экспериментальной, индуцированной, вызванной действием особых классов мутагенных агентов физической илн химической природы. Нередко естественная изменчивость понимается как эквивалент изменчивости спонтанной . Строгим смыслом последнего термина является, как известно, изменчивость в силу внутренних (для организма) причин. Ко всем этим оттенкам значений примешивается, а подчас и доминирует над ними, самое простое, почерпнутое из практики.лабораторной работы естественная изменчивость — это такая изменчивость, причины которой неизвестны, которая существует постоянно, но (к счастью ) размах ее невелик. [c.67]

Нечеткости определений в известной мере соответствует (пли определяет ее ) нечеткость существующих представлений. Последняя отчасти проистекает из того, что в силу ряда технических причин актиномицеты не стали излюбленным объектом современной генетики. Подавляющее большинство проводимых с этими организмами исследований ставит перед собой прикладные задачи. Именно в результате таких исследований накоплен значительный экспериментальный материал, характеризующий изменчивость актиномицетов с феноменологической стороны. В этой ситуации нам кажется оправданной основанная на анализе литературы и материалов собственных исследований попытка резче сформулировать некоторые из стоящих в этой области вопросов и показать, что уже сейчас существует реальная возможность экспериментального анализа но меньшей мере некоторых из вызывающих естественную изменчивость причин, общее число их пе безгранично, а результатом такого анализа может стать получение измененных форм актиномицетов. Добавим, что микробиологическая промышленность имеет в настоящее время дело в подавляющем большинстве случаев с культурами актиномицетов, которые нодвергались, в процессе селекционной работы, многочисленным воздействиям мутагенных агентов и длительным пересевам на лабораторных средах. Во многих случаях такие культуры оказываются повышенно нестабильными. Практические соображения требуют их стабилизации, а между тем уровень наших представлений о факторах, которые могут быть ответственными за нестабильность, совершенно недостаточен для реальных рекомендаций. Более того вся область знаний о естественной изменчивости актиномицетов оказалась как бы между гепетикой и микробиологией, и сравнительно мало специалистов видят в ней в настоящее время поле для углубленных теоретических исследований. [c.67]

В происхождении генетического состояния из химического можно убедиться с помош ью некоторых генеалогических критериев, среди которых особенно показательно деление на основе показаний мутагенных агентов. Одни гены чувствительны как к дипольным гомеополярным, так и к гетерополярным мутагенам,— нуклеиновые гены. Другие чувствительны по преимугдеству к дипольным гомеополярным мутагенам, что относится в целом к нуклеопротеиновым генам. Эти различия можно истолковать таким образом, что два низших класса генного строения — рибонуклеиновый и дезоксирибонуклеиновый — отличаются заметно повышенным весом полярности (гетерополярности) по сравнению с нуклеопротеиновыми генами. В отношении к этим полярным классам эффективно значительное число неорганических веш еств, способных вызывать точечные мутации, хотя эти же гены гораздо более чувствительны к огромному и преобладаюгцему набору органических мутагенов. Нуклеопротеиновый класс генов, за немногими, к тому же количественно слабыми исключениями, чувствителен в основном к органическим дипольным мутагенам. [c.33]

Есть химические соединения, которые не влияют на саму ДНК, но нарушают ре-паративные процессы. Наиболее широко известен среди них-кофеин. Это вещество не индуцирует каких-либо хромосомных аномалий у млекопитающих, согласно результатам, полученным в тест-системах in vivo, однако в его присутствии в культурах лимфоцитов человека обнаруживаются хромосомные бреши и разрывы. Вероятно, условия культивирования приводят к значительным повреждениям ДНК, которые в норме репарируются, а в присутствии кофеина-нет. Доказательство, что кофеин действительно является ингибитором репарации, получено в исследованиях на низших организмах [1419 1604]. При применении вместе с алкилирующим мутагеном кофеин увеличивал число хромосомных разрывов и транслокаций в клетках костного мозга китайского хомячка. Такие синергические эффекты мутагенных агентов легко могут пройти незамеченными и могут иметь важное значение для людей, подвергающихся воздействию разнообразных потенциальных мутагенов. [c.264]

Метаболизм. Другой важный фактор, влияющий на вероятность мутагенеза и канцерогенеза, связан с генетически детерминированными различиями в метаболизме чужеродных веществ, включая лекарства и агенты окружающей среды (ксенобиотики). Современные данные показывают, что идентичные близнецы обнаруживают одинаковые скорости биотрансформации лекарств, несмотря на значительную изменчивость параметров биотрансфорации в общей популяции (разд. 4.5). Таким образом, генетические факторы, по-видимому, имеют основное значение при разложении ксенобиотиков. Например, работы на мышах и на людях показали, что гидроксилаза арил-углеводородов играет важную роль в превращении полициклических углеводородов в эпоксиды. Эпоксидные соединения гораздо более канцерогенны, чем углеводороды. Говоря шире, небольшая часть популяции, объединяющая индивидов, медленно инактивирующих ксенобиотик или трансформирующих данный ксенобиотик в активный мутагенный агент, будет подвержена гораздо большему риску, чем популяция в целом. Никакая тест-система с использованием экспериментальных животных не может пролить свет на этот важный аспект мутагенеза, обусловленного факторами окружающей среды. Поэтому может оказаться полезным включение в тест Эймса (см. выше) человеческого кле- [c.268]

Различные штаммы одного и того же рода и вида отличаются по своей способности осуществлять то или иное биохимическое превращение. Их называют природными вариантами. Рентгеновское или ультрафиолетовое облучение может иногда вызвать генетические изменения, ведущие к образованию микроорганизмов, обладающих новыми, ранее не известными синтетическими возможностями. Такие соединения, как колхицин и азотистые аналоги иприта, также являются мутагенными агентами. Измененные ормы называются мутантами. Существуют и другие подходы к решению вопросов генетики, например гибридизация дрожжей. [c.12]

Клеточные монослои обработать мутагенным агентом этил-метансульфонатом (40 мкг/мл Eastman Ltd.) и дать им расти в течение трех суток. [c.188]

Для получения и отбора мутантных клеток, не именрщих ТК или ГГФРТ, используют гоксические аналоги пуринов и пиримидинов, добавляемые на фоне действия мутагенных агентов. Эти аналоги включаются в ДНК с помощью указанных ферментов. [c.93]

Наследственные различия у микроорганизмов, растений, животных и человека, в том числе наследственные болезни и уродства, появились в результате мутаций. Подсчитано, что появление мутации для каждого генного локуса — событие довольно редкое. Различные аллели имеюи различную частоту мутирования. Но для каждого аллеля частота мутирования более или менее постоянна и колеблется в пределах 10 —10 . Однако ввиду огромного числа генов у каждого организма считается, что у высших растений и животных до 10% гамет несут какие-либо новые, спонтанно возникшие изменения. Применение мутагенных агентов значительно повышает частоту мутаций. [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология