Физические факторы

· Ионизирующие излучения – рентгеновское, альфа-, бета-, гамма-лучи и поток нейтронов.

Под действием ионизирующего излучения в клетках образуются ионы Н⁺, ОН^- и свободные радикалы, которые активно вступают в химические реакции. В ходе этих реакций нарушается строение ДНК, т.е. возникают мутации.

Дозу радиоактивного излучения принято измерять в «радах» (сокращенно рад) или «греях» (Гр). 1 рад = 100 эргам энергии, поглощенных 1 граммом вещества. 1 грей = 100 рад.

Чувствительность организмов к действию ионизирующей радиации разная. Так, летальная доза (разовая минимальная, вызывающая смертельный исход) для человека – 600 рад или 6 Гр; для мыши – 900 рад или 9 Гр; для амебы – 100000 рад или 1000 Гр.

· Температура

В опытах на дрозофилах обнаружено, что повышение температуры окружающей среды приводит к увеличению частоты мутаций. У курящих чаще, чем у некурящих, наблюдается рак губы.

· Ультрафиолетовое излучение ведет к образованию в молекуле ДНК димеров.

Химические факторы

Сегодня известны десятки и сотни тысяч химических веществ, вызывающих мутации. Приведем некоторые из них:

– колхицин, митотический яд – разрушает веретено и останавливает деление клетки на метафазе; селекционеры используют его для получения полиплоидных форм;

– формальдегид и его производное – формалин;

– пестициды, гербициды;

– кофеин;

– многие лекарственные препараты (отечественный аспирин, сульфаниламиды);

– фотореактивы;

– консерванты;

– ракетное топливо.

Биологические факторы

· Вирусы (герпес, ветряная оспа, коревая краснуха, энцефалит, полиомиелит).

· Живые вакцины, сыворотки, гистамин, стероидные гормоны.

· Возраст (чем больше, тем выше вероятность возникновения наследственных заболеваний, – так, синдром Дауна в 14 раз чаще возникает у детей от матерей, рожающих после 40 лет).

· Нарушение функции какого-то органа (рак молочной железы чаще возникает у нерожавших женщин).

Различия в действии ионизирующей радиации и химических мутагенов

Химические мутагены обладают определенной специфичностью действия (можно предвидеть, какие именно гены будут мутировать). Ионизирующая же радиация действует неспецифически. С другой стороны, она обладает кумулятивным эффектом, т.е. способна накапливаться в организме. Так, один и тот же эффект будет получен как при однократном облучении дозой 20 рад, так и при воздействии четыре раза по 5 рад.

Возникшая мутация фенотипически проявляется не всегда. В природе существует мощная система антимутационных барьеровна молекулярном, субклеточном, клеточном и организменном уровнях.