Məlumat

13.3: Mutagenlər və Kanserogenlər - Biologiya

13.3: Mutagenlər və Kanserogenlər - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

A kanserogen birbaşa xərçəngin tezliyini artıran hər hansı bir agentdir. Mutagen kimi fəaliyyət göstərən kanserogenlər təbiətcə bioloji, fiziki və ya kimyəvi ola bilər, baxmayaraq ki, bu termin daha çox kimyəvi maddələrlə bağlı istifadə olunur.

İnsan papilloma virusu (HPV, Şəkil (PageIndex{4})) bioloji kanserogenin nümunəsidir. Demək olar ki, bütün uşaqlıq boynu xərçəngləri ana hüceyrə daxilində hüceyrə bölünməsinin normal modelini pozan genləri ehtiva edən HPV infeksiyası ilə başlayır. Hüceyrə bölünməsində nəzarətsiz artıma səbəb olan hər hansı bir gen adlanır onkogen. HPV E6 və E7 genləri onkogenlər hesab olunur, çünki onlar ana hüceyrənin təbii şişi yatıran zülallarını maneə törədirlər (aşağıda təsvir edilən p53 daxildir). E5 geninin məhsulu hüceyrə bölünməsi üçün ev sahibinin öz siqnallarını təqlid edir və bu və digər viral gen məhsulları Pap-smear zamanı aşkar edilən displaziyanın yaranmasına kömək edə bilər (Şəkil (PageIndex{5})). Pap-smear-da anormal hüceyrə morfologiyasının aşkarlanması mütləq xərçəngin sübutu deyil. Bir daha vurğulamaq lazımdır ki, hüceyrələrin bölünmə və böyüməsini məhdudlaşdıran bir çox tənzimləmə mexanizmi var və xərçəngin meydana gəlməsi üçün bu mexanizmlərin hər biri pozulmalıdır. Bu, HPV infeksiyası olan şəxslərin yalnız bir azlığının nəticədə xərçəng inkişaf etdirməsinin bir səbəbidir. HPV ilə əlaqəli xərçənglərin əksəriyyəti uşaqlıq boynu olsa da, HPV infeksiyası həm qadınlarda, həm də kişilərdə digər toxumalarda xərçəngə səbəb ola bilər.

Şəkil (PageIndex{4}): HPV-nin elektron mikroqrafiyası.(Vikipediya-Naməlum-PD)

Şəkil (PageIndex{5}): Pap-smear-dan displastik (solda) və normal (sağda) hüceyrələr.(Flickr-Ed Uthman-CC:AS)

Radiasiya bədəndə DNT zədələnməsinə səbəb ola biləcəyi üçün tanınmış fiziki kanserogendir. Ən zərərli radiasiya növüdür ionlaşdırıcı, DNT və ya sonradan DNT ilə reaksiya verə bilən molekullar da daxil olmaqla, qarşılaşdıqları molekullardan elektronları ayırmaq üçün kifayət qədər enerjiyə malik dalğalar və ya hissəciklər deməkdir. X-şüaları, qamma şüaları və ultrabənövşəyi şüaların bəzi dalğa uzunluqlarını əhatə edən ionlaşdırıcı şüalanma mikrodalğalı sobaların, mobil telefonların və radioların ionlaşdırıcı olmayan şüalanmasından fərqlidir. Digər kanserogenlərdə olduğu kimi, xərçəng inkişaf etməzdən əvvəl normal olaraq hüceyrə bölünməsini tənzimləyən çoxlu müstəqil genlərin mutasiyası tələb olunur.

Kimyəvi kanserogenlər (Cədvəl (PageIndex{2})) heyvan yemi sınaqlarına əsaslanan təbii və ya sintetik birləşmələr ola bilər. epidemioloji (yəni insan əhalisi) araşdırmalar, xərçəng hallarının artması. Kimyəvi maddənin kanserogen kimi tərifi bir neçə səbəbə görə problemlidir. Bəzi kimyəvi maddələr yalnız bədəndə başqa bir birləşməyə çevrildikdən sonra kanserogen olur; bütün növlər və ya fərdlər kimyəvi maddələri eyni şəkildə metabolizə edə bilməz. Həmçinin, bir birləşmənin kanserogen xüsusiyyətləri adətən onun dozasından asılıdır. Həm laboratoriya heyvanları, həm də insanlar üçün müvafiq doza təyin etmək çətin ola bilər. Buna baxmayaraq, xərçəngə yoluxma halları ilə kimyəvi təsirlər arasında korrelyasiya müşahidə edildikdə, adətən həmin kimyəvi maddəyə məruz qalmanın azaldılması yollarını tapmaq mümkündür.

Cədvəl (PageIndex{2}): Kimyəvi kanserogenlərin bəzi sinifləri (Pecorino 2008)

1. PAH (polisiklik aromatik karbohidrogenlər)

məs. benzo[a]piren və siqaret, odun və qalıq yanacaq tüstüsünün bir sıra digər komponentləri

2. Aromatik aminlər

məs. ət (o cümlədən balıq, quş əti) yüksək temperaturda bişirildikdə qidada əmələ gəlir

3. Nitrozaminlər və nitrosamidlər

məs. tütündə və bəzi hisə verilmiş ət və balıqlarda olur

4. Azo boyalar

məs. tekstil, dəri, boyalarda istifadə edilən müxtəlif boyalar və piqmentlər.

5. Karbamatlar

məs. bəzi distillə edilmiş içkilərdə və fermentləşdirilmiş qidalarda olan etil karbamat (uretan).

6. Halogenləşdirilmiş birləşmələr

məs. bəzi ağac qoruyucuları və pestisidlərdə istifadə edilən pentaklorofenol.

7. Qeyri-üzvi birləşmələr

məs. asbest; xroniki iltihaba və reaktiv oksigen növlərinə səbəb ola bilər

8. Müxtəlif birləşmələr

məs. alkilləşdirici maddələr, fenollar


Mutagenlər və kanserogenlər

Mutagen hüceyrələrdə və ya orqanizmlərdə irsi dəyişikliyə səbəb olan maddə və ya agentdir. Kanserogen çoxhüceyrəli heyvanların hüceyrələrində və ya toxumalarında nizamsız böyümə proseslərinə səbəb olan və xərçəngə səbəb olan bir maddədir. Mutagen və kanserogen sinonim terminlər olmasa da, bir maddənin mutasiyaya səbəb olmaq qabiliyyəti və onun xərçəngə səbəb olmaq qabiliyyəti güclü şəkildə əlaqələndirilir. Mutagenez genetik dəyişikliklərlə nəticələnən proseslərə aiddir və kanserogenez (şişin inkişafı prosesləri) mutagen hadisələr nəticəsində yarana bilər. Görmək Mutasiya, Radiasiya biologiyası

Mutasiya hüceyrədə və ya orqanizmdə sonrakı nəsillərə ötürülən hər hansı dəyişiklikdir. Mutasiyalar kortəbii şəkildə baş verə bilər və ya kimyəvi və ya fiziki agentlər tərəfindən induksiya edilə bilər. Mutasiyaların səbəbi adətən DNT və ya xromosomların hansısa zədələnməsidir ki, bu da görünən və ya ölçülə bilən dəyişikliklərlə nəticələnir. Bununla belə, kodlaşdırılmayan bölgə olan DNT seqmentində zədələnmə baş verə bilər və buna görə də mutasiya ilə nəticələnməyəcəkdir. Hansı funksiyanın təsirindən asılı olaraq mutasiyalar zərərli və ya zərərli ola bilər. Onlar somatik və ya germ hüceyrələrində baş verə bilər. Germ hüceyrələrində baş verən mutasiyalar sonrakı nəsillərə ötürülə bilər, halbuki somatik hüceyrələrdəki mutasiyalar ümumiyyətlə yalnız təsirlənmiş fərd üçün nəticələnir.

Bütün irsi dəyişikliklər DNT-nin zədələnməsi nəticəsində baş vermir. Məsələn, normal hüceyrələrin böyüməsi və differensiasiyası zamanı gen ifadəsində əsas dəyişikliklər baş verir və ribonuklein turşusuna (RNT) transkripsiya edilən genləri idarə edən siqnallardakı dəyişikliklər vasitəsilə nəsil hüceyrələrinə ötürülür. Kimyəvi maddələrin və radiasiyanın da bu prosesləri dəyişdirməsi mümkündür. Yenidoğulmuşlarda belə bir təsir görünəndə teratogen adlanır və sonrakı nəslə ötürülməyən anadangəlmə qüsurlarla nəticələnir. Bununla belə, əgər dəyişiklik nəsillərə ötürülürsə, bu, genin ifadə üsuluna təsir nəticəsində yarana bilsə də, mutasiyadır. Beləliklə, kimyəvi maddələr DNT-yə zərər vermədən xərçəngin inkişafına səbəb ola biləcək hüceyrə artımını tənzimləyən genləri əhatə edən somatik təsirlərə malik ola bilər.

Xərçəng tənzimləyici siqnalların nizamsızlığı ilə böyüməyə nəzarətin itirilməsi səbəbindən yaranır. Mutasyonların fenotipik nəticələrinə tənzimləyici bölgədə və ya koordinasiya edilmiş hüceyrə funksiyaları ilə əlaqəli zülallarda dəyişikliklər nəticəsində gen tənzimlənməsindəki dəyişikliklər daxildir. Dəyişdirilmiş zülallar hədəf substratlarla yeni qarşılıqlı təsir göstərə bilər və bununla da hüceyrə üçün tənzimləmə funksiyasını təmin etmək və ya əlaqəli molekullara dəyişdirilmiş funksiyalar tətbiq etmək qabiliyyətini itirə bilər. Molekulyar qarşılıqlı təsirlərin belə mürəkkəb seriyası vasitəsilə normal tənzimləyici nəzarətə cavab verməyən xərçəng hüceyrələrinə səbəb olan normal hüceyrələrin böyümə xüsusiyyətlərində dəyişikliklər baş verir və nəticədə görünən yenitörəmə və ya şişə səbəb ola bilər. Mutagenlər yuxarıda təsvir edilən prosesə bənzər bir proseslə neoplazmalara səbəb ola bilsə də, bütün mutagenlər xərçəngə səbəb olmur və bütün mutasiya hadisələri şişlərlə nəticələnmir.

Neoplastik prosesdə səbəbli olaraq iştirak edən onkogenlər adlanan müəyyən gen növlərinin müəyyən edilməsi mexaniki tədqiqatların kanserogenezə yönəldilməsinə kömək etdi. Onkogenlər bir neçə funksional fərqli qrupa təsnif edilə bilər və bəzi genlərdə spesifik mutasiyalar müəyyən edilmişdir və şişlərin meydana gəlməsində kritik əhəmiyyətə malik olduğuna inanılır. Şiş supressor genləri və ya antionkogenlər mutasiya və ya digər hadisələrlə normal tənzimləyici funksiyanı təmin edir, bu genlərin funksiyasının itirilməsi hüceyrələri normal böyümə-nəzarət proseslərindən azad edə bilər və onlara neoplastik prosesə başlamağa imkan verir.

Kimyəvi mutagenləri müəyyən etmək üçün bir sıra üsul və sistemlər mövcuddur. Mutasiyalar bakteriyalar, həşəratlar, mədəni məməlilər, gəmiricilər və insanlar da daxil olmaqla, çox müxtəlif orqanizmlərdə müxtəlif genetik lokuslarda aşkar edilə bilər. Spontan və induksiya edilmiş mutasiyalar çox nadir hallarda baş verir, təxmin edilən nisbət hüceyrə nəslinə düşən gen başına 10.000-dən 1-dən azdır. Bu aşağı mutasiya dərəcəsi, ehtimal ki, DNT-nin zədələyici agentlərə nisbi əlçatmazlığı və hüceyrə proseslərinin DNT-nin zədələnməsini bərpa etmək qabiliyyətini əhatə edən amillərin birləşməsinin nəticəsidir.

İnsanlar üçün kanserogen ola bilən maddələrin tanınmasında çətinlik yaradan amillərə xərçəngin yayılması, xərçəng növlərinin müxtəlifliyi, əksər xərçəng növlərinin ümumiyyətlə gec başlaması və xəstəlik prosesinin multifaktorial xarakteri daxildir. Təxminən 50 maddə insanlarda xərçəngin səbəbləri kimi müəyyən edilmişdir, lakin onlar, ehtimal ki, xəstəlik hallarının yalnız kiçik bir hissəsini təşkil edir. Görmək Xərçəng (tibb), İnsan genetikası, Mutasiya, Radiasiya biologiyası


Mutagen nədir

Mutagen mutasiyaya səbəb ola bilən kimyəvi maddə və ya radiasiya olan bir agentdir. Bu o deməkdir ki, mutasiyalar orqanizmin genetik məlumatında dəyişikliklərə səbəb olur. Mutasiyalar DNT replikasındakı səhvlərdən də yarana bilər. Bu tip mutasiyalar spontan mutasiyalar adlanır. Mutasyonların çoxu hüceyrələrə zərər verir, xəstəliklərə və xərçəngə səbəb olur. Mutagenlər DNT ardıcıllığını dəyişdirdiyindən, nukleotidlərin dəyişdirilməsinə, daxil edilməsinə, silinməsinə, həmçinin translokasiya və inversiya kimi xromosom qeyri-sabitliyinə səbəb ola bilər. Xromosomların qeyri-sabitliyinə səbəb olan mutagenlər adlanır klastogenlər. Bəzi mutagenlər hüceyrədəki xromosomların sayını dəyişə bilər.

Şəkil 1: Mutasiya

Radioaktiv elementlər, rentgen şüaları və ultrabənövşəyi şüalanma kimi fiziki maddələr mutasiyaya səbəb ola bilər. Reaktiv oksigen növləri, deaminasiyaedici maddələr, natrium azid və benzol kimi DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə olan kimyəvi maddələr də mutasiyalara səbəb olur. Etidium bromid və nikel, arsen, kadmium və xrom kimi metallar kimi interkallaşdırıcı maddələr də mutagendir. Transpozon, virus və bakteriya kimi bioloji agentlər də mutasiyaya səbəb olur. UV-nin səbəb olduğu mutasiya göstərilir rəqəm 1.


AccessScience haqqında

AccessScience mövcud olan ən dəqiq və etibarlı elmi məlumatları təqdim edir.

Elmi biliklərin mükafatlı qapısı kimi tanınan AccessScience tələbələr üçün xüsusi olaraq yazılmış yüksək keyfiyyətli istinad materialını ehtiva edən heyrətamiz onlayn resursdur. Əməyi keçənlər arasında 10.000-dən çox yüksək ixtisaslı alim və 46 Nobel mükafatı laureatı var.

8700-DƏN ARTIQ bütün əsas elmi fənləri əhatə edən və əhatə edən məqalələr McGraw-Hill Elm və Texnologiya EnsiklopediyasıMcGraw-Hill Elm və Texnologiya İllik Kitabı

115,000-PLUS dan təriflər McGraw-Hill Elmi və Texniki Terminlər Lüğəti

3000 görkəmli elm xadimlərinin tərcümeyi-halı

19.000-DƏN ÇOX əsas mövzuları təsvir edən yüklənə bilən şəkillər və animasiyalar

MƏRACƏTLİ VİDEOLAR mükafatlara layiq görülmüş alimlərin həyat və fəaliyyətini işıqlandırır

ƏLAVƏ TƏDQİQAT ÜÇÜN TƏKLİFLƏR və tələbələri daha dərindən dərk etməyə və araşdırmaya istiqamətləndirmək üçün əlavə oxunuşlar

İSTİFADƏ EDİLƏN ƏDƏBİYYATLARA BAĞLANTILAR tələbələrə ilkin məlumat mənbələrindən istifadə edərək biliklərini genişləndirməyə kömək edin


Mutagenlər və kanserogenlər

Videonu iTunes U və ya İnternet Arxivindən yükləyin.

Beləliklə, hazırda kursun başqa bir çox maraqlı hissəsi var. Genetika haqqında danışmağa davam edəcəyik, ancaq indi diploid orqanizmlərin genetikası haqqında danışacağıq, bakteriyalardan başqa, biz də daxil olmaqla orqanizmlərin əksəriyyəti diploiddir. Onların hər bir xromosomun birdən çox nüsxəsi var və buna görə də biz bununla bağlı bir seqmentdən keçəcəyik, həmçinin mitoz və meioz, hüceyrə bölünməsinin mərkəzi prosesləri və bildiyimiz kimi həyatın əsasını təşkil edən genetik materialın ayrılması haqqında danışacağıq.

Və sonra, rekombinant DNT seansına və bu texnologiyalardan bəzilərinə, PCR və qəzetlərdə hər zaman gördüyünüz müxtəlif şeylərə qoşulmaq niyyətində idik. Və sonra, bir neçənizin bakteriyaların yenidən birləşməsinin təəccüblü olduğunu düşündüyü immun sistemi ilə bağlı sessiyanı bitirəcəyəm. Mən sizə deyim ki, bu sistemdə indiyə qədər sizə dediklərimə nisbətən elmi fantastika kimi hiss olunacaq. Bu, tamamilə heyrətamiz bir sistemdir.

Beləliklə, biz bu gün diploid orqanizmlərin genetikası ilə başlayacağıq.

Buna görə də bunun ilk olaraq necə başa düşüldüyünə qayıdacağam.

Yəqin ki, çoxunuz bunu kəşf edən Qreqor Mendel haqqında eşitmisiniz və şübhəsiz ki, bəziləriniz bu mövzu ilə daha əvvəl tanış olmusunuz. Amma bu kursda etməyə çalışdıqlarıma uyğun olaraq, orada diqqətli ola bilərsinizmi?

Fikirləşirəm ki, mən sadəcə fişini ayıracağam, bəli, yaxşıdır. Düşünürəm ki, burada sadəcə bir dəqiqəliyə onu elektrik enerjisindən ayıracağam. Yəqin ki, Mendel haqqında eşitmisiniz. Bəziləriniz bu fərqli kvadratları görmüsünüz.

Siz onu dərslikdən və ya buna bənzər bir şeydən əzbərləmiş ola bilərsiniz.

Mən çalışacağam və görəcəyəm ki, biz bu materialı daha bir təkmilləşdirmə səviyyəsinə qədər keçə bilək, ya yox, çünki, yenə də deyirəm, elm sadəcə yüksəkdən enməyib və dərslikdə faktlarla bitməyib. Dərslikdə olan şey, kiminsə təcrübəyə əsaslanan hazırkı anlayış vəziyyətini götürmək və modellər yaratmaq səyidir. Dərsliklərdə gördüyünüz isə dərsliyin nəşrə təqdim edildiyi vaxtdakı modellərdir. Bəzən dərsliklər çıxmamış da dəyişirlər. Amma hər halda, bu bir prosesdir.

Mendel bu prosesi başlatan başlanğıc insanlardan biri, həqiqətən də əsas fiqur və heyrətamiz intellektə malik bir oğlan idi.

Ancaq işə başlamazdan əvvəl sizə bir neçə şəkil göstərmək istəyirəm, çünki onları görəndə bu cür şəkillər məni yıxdı.

Bilmirəm Mendel haqqında hansı obrazınız var.

Yəqin ki, siz onun rahib olduğunu bilirsiniz və noxudla nəsə edirdi və genetika ilə bağlı bu işi başa düşdü. Çox güman ki, insanların çoxu, yəqin ki, bu cür romantikləşdirilmiş rəsmə bənzəyən bir şəkil daşıyır. O, rahib idi, amma Avstriyanın Bruno şəhərindəki Avqustin monastırında çox böyük bir intellektual mərkəz idi. Hətta elmi jurnal da nəşr etdilər. Mendeli universitetə ​​daxil olmaq üçün Vyanaya göndərdilər.

Orada olduğu müddətdə fizika, riyaziyyat, eləcə də botanika fənlərini öyrənib. Beləliklə, o, bir çox cəhətdən sizə çox bənzəyən bir fona sahib idi, kəmiyyət fizika elminə, riyazi bir fona çox ağırdır.

Və sonra biologiyada bəzi təcrübələr etməyə davam etdi.

Və düşünürəm ki, bəlkə siz bunu başa düşə bilərsiniz.

Mendelin əslində necə göründüyünə dair bir şəkil görə bilərsiniz.

Budur onun bir şəkli. Amma məni həqiqətən heyrətə gətirən, məndə rahiblərin şəkli var. Mendelin olduğu rahiblər haqqında hansı obraza sahib olduğunuzu düşünün.

Yaxşı, onların şəkli var. Mənə görə, onlar bir qrup universitet rektorlarına və ya portret üçün oturan bir şeyə bənzəmirlər. Və çox geniş səyahət etdi.

Burada o, buradan Londona gedirdi. Budur, onun bir qrup insanla birlikdə yolda çəkilmiş şəkli, məncə o, Londona gedərkən Parisdə idi. Beləliklə, bu, bir bağda bir az təcrid olunmuş rahib deyildi. O, bəzi maraqlı problemlərin ardınca gedən olduqca mürəkkəb bir oğlan idi.

Və bu, onun təcrübələrini etdiyi bağ idi.

Budur onun şəkli. Beləliklə, bu, etdiyi bu heyrətamiz şeylər üçün sadə bir eksperimental quraşdırma idi.

Beləliklə, bu cür fonla Mendel irsiyyət problemi ilə maraqlanırdı. İnsanlar xüsusiyyətlərin miras alındığını bilirdilər. Heyvanların əhliləşdirilməsinin və bitkilərin əhliləşdirilməsinin bütün prinsipi budur ki, əgər siz müəyyən xüsusiyyətlərə malik valideynləri götürüb onları bir-birinə çarpaz etsəniz, nəsillər o zaman valideynlərlə əlaqəli xüsusiyyətlərə sahib idilər. Beləliklə, insanlar daha yaxşı əhliləşdirilmiş heyvanlar və ya daha yaxşı əhliləşdirilmiş məhsullar əldə edə bildilər.

Ancaq o vaxta qədər bu qarışdırma mayeləri qarışdırmaq, bir az yaşıl və qırmızı, bir az da bunu və digərini qarışdırmaq kimi düşünülürdü. Və hamısı birlikdə qarışdırıldı.

Gördüyünüz kimi, Mendelin ən böyük fikirlərindən biri o idi ki, bu, mayeləri qarışdırmaq kimi deyildi. Və bu problemi öyrənmək üçün bir sistem seçdi. Bu, o, sadəcə noxudla məşğul olması deyildi. O, olduqca mürəkkəb bir oğlan idi və o, üç səbəbə görə eksperimental orqanizmlər kimi noxud seçdi. Bəs, niyə noxud?

Birincisi, onları böyütmək asan idi və bu, hələ də istifadə etmək istədiyiniz hər hansı bir model sistemi və bu gün elm üçün əsas məsələdir. Böyümək həqiqətən çətindir, onunla işləmək çox çətindir. Nəzarətli şəkildə tozlandırmaq asan idi.

Sadəcə noxud çiçəyinin quruluşu, ya poleni eyni çiçəyin tapançasına yerləşdirməyi çox asanlaşdırır ki, bu da bir növ öz-özünə mayalanmadır, ya da polenin bir çiçəkdən digərinə keçdiyinə əmin olmaq, bu, əsasən çarpaz tozlanmadır. Üçüncü şey, və bu, həqiqətən vacib bir şey idi, sistemin əvvəllər üzərində işlədiyi idi. Və təmiz yetişdirmə xətləri adlanan bir sıra var idi. Əgər o, təzəcə vəhşi təbiətdən noxud tutsaydı, mənim bir neçə nəfərinizi keçərək genetika ilə məşğul olmağa başlamam kimi olardı. Nəsil alacaqdıq, tamam, o nəsli keçəcəkdik, əşyalar, fərqli və fərqli görünən insanlar, bəlkə də ata-ana kimi bir şey alacaqdıq, amma noxudla baş verənlər insanlar noxud götürmüşdü. və sonra nəhayət bir növ yerləşənə qədər onu davamlı olaraq inbrasiya etdilər. Həmişə ağ çiçəklər olurdu.

Həmişə qırışmış toxumları vardı. Xüsusi xüsusiyyət nə olursa olsun, həmişə var idi. Beləliklə, mən sizə əvvəllər slaydı göstərdim. Bu iki şeyi göstərir.

Hamar toxumların, sonra isə qırışmış toxumların olduğunu görə bilərsiniz.

Və bu işıqda bunu demək bir az çətin ola bilər, amma burada iki rəng var. Biri yaşılımtıl, biri sarımtıldır. Beləliklə, orada iki xüsusiyyəti görürsən. Çiçəklərin rəngləri, hündürlüyü və xarakterik olan başqa şeylər də var idi.

Onlar təmiz damazlıq idilər. Hər dəfə bu xətti götürəndə və özünüz onu keçib onun nəslini çıxarsanız, hər dəfə eyni xüsusiyyəti görərdiniz. Beləliklə, Mendel bu miras problemini öyrənməyə başladığı sistem idi. İki orqanizm tozcuq gətirəndə qarışıq necə birləşir?

Yaxud bizim kimi başqa heyvanlar olsaydı, sperma və yumurta olardı.

Amma nədənsə, mayalanmış bir yumurta verən bir şey etdin. Və ondan nəsillər çıxdı. Beləliklə, Mendel nə etdi, istifadə olunan termin, onun xaç apardığını söyləyirlər. Bu, indi burada genetikdir. Beləliklə, o, bir bitkidən polen götürdü.

Və ondan başqa bir bitkini gübrələmək üçün istifadə etdi, ondan çıxan toxumları topladı və nəsli yoxladı. Məncə, bu barədə maraqlı düşüncə tərzi UROP layihəsidir.

Mendelin laboratoriyasına girirdiniz və UROP layihəsi etmək istəyirdiniz, bu olduqca asan idi. Yəqin ki, sizə bilmək lazım olan bütün texnikaları göstərə bilərdim və budur. Siz necə tozlandırdığınızı, toxum topladığınızı göstərərdiniz, sonra biz xüsusiyyətlərə baxardıq. Beləliklə, bu, kifayət qədər sadə manipulyasiyalar və bəzi müşahidə materiallarıdır. Beləliklə, tutaq ki, siz UROP layihəsi kimi Mendelin işini görürsünüz və gəlin görək bu bizi hara aparacaq. Beləliklə, Mendel əvvəlcə nə etdi, o, hamar və ya qısaldılmış böyük S hərfi olan bu təmiz damazlıq xətlərdən birini götürdü. Və onu qırışmış bir şeylə tozlandırdı. Mən bunu kiçik S kimi edəcəm.

Və sonra belə bir şeydən başlayaraq, birinci nəsil kimi tanınan toxumları topladı.

Genetiklər bu ilk nəsil üçün F1 terminini belə xaçda istifadə edirlər və onun tapdığı hər şey, bütün toxumlar hamar idi. Beləliklə, qırışlı xüsusiyyət, əgər istəsəniz, yoxa çıxdı.

Bu, ilk UROP təcrübənizdir.

[Vaxt yoxdur?] təbiətə, elmə və ya başqa bir şeyə tabe olun və Watson və Craig kimi dünyanı sonuna çevirən kiçik bir kağız oxuyun. Bundan sonra nə edərdiniz? Gel yoxdur, Whitehead Sequencing Facility yoxdur. Kiminsə fikri var? Onun bildiyi bütün texnikaları sizə göstərdim. Bağışlayın? Yenidən keçin?

Nə düşünürsən? Sizcə, xüsusiyyətlər yox olur, yoxsa gizlənir? Ola bilər ki, gizlənir, elə deyilmi?

Onun nə düşündüyünü bilmirəm, amma məncə, bu barədə düşünmək ağlabatandır, o, yəqin ki, anlamağa çalışır, bu qırışlı xüsusiyyət sadəcə Yer üzündə yox olub, yoxsa birinci nəsil toxumlarında gizlənir. ?

Beləliklə, gəlin bunu burada qoyaq. Deməli, o, məhz belə edib.

Beləliklə, o, bu toxumları götürdü, indi hamar F1 idi.

Bunlar buradakı valideynlərlə eyni hamar deyil.

Sadəcə aydınlaşdırmaq üçün, siz başa düşürsünüz ki, bunlar təmiz heyvandarlıqdır.

İnsanların çoxdan yetişdirdiyi bunlardır, bu da, bu da. Bu vəziyyətdə, dairələrdə sınamağıma baxmayaraq, bu hamar F1, hamar F1. Və bu dəfə eksperiment edərkən o, ikinci nəslə, ya da bir genetikçi kimi F2 nəslinə baxdı. Nə tapdı, o, bir az hamar və bir az qırış aldı.

Beləliklə, qırışlı xüsusiyyət F2-də yenidən ortaya çıxdı. Deməli, həqiqətən də yox deyildi.

Gizlənirdi. Yaxşı, təbiətin elm hüceyrəsinə təslim olmaq vaxtıdır. Anladım? O, həmin anda onu dərc etməyə cəhd etmədi. O, başqa bir şey etdi. O, sizinlə eyni cür keçmişə sahib idi. O, nə edə biləcəyini düşünə bilərmi?

Yenidən keçə bilərdi. Bununla belə, bu təcrübə ilə etdiyi başqa bir şey var. Yaxşı, siz yeni təcrübələr haqqında düşünürsünüz. Onun burada edə biləcəyi bir az məlumat emalı var. Nə dedin? Mən eşidə bilmirəm, üzr istəyirəm.

Statistika, tamam. Ondan əvvəl onu bir az da sadələşdirəcəyəm. Hər birindən bəzilərim var. Onları dəqiq sayın. Beləliklə, o, elə etdi və məncə, 1850-ci ildə rəqəmlər, yadımdadırsa, beş, dörd, yeddi, dörd idi.

Yaxşı, indi nə etməliyəm? Nisbət: tamamilə. Onların daha bir milyonunu saya bilərik, amma bu, yəqin ki, o qədər də məhsuldar olmazdı. Və öyrəndiyi şey budur ki, bunu edəndə 3: 1-ə olduqca yaxın bir nisbət əldə etdiyini gördü. Və beləliklə, o, bu cür bir şeyi təkrar edərək bir nümunə idi. F1-də bir xüsusiyyət itdi. Bu əlamət F2-də yenidən ortaya çıxdı və bu iki xüsusiyyətdə var idi. İki əlamətin nisbəti təxminən 3: 1 olacaqdır. Bunun bir növ UROP layihəsi və ya başqa bir şey olduğunu düşünmürsənsə, bu, Mendelin xaçlarını edərkən bəzi faktiki qeydlərindən bir səhifədir. Və bundan sonra etdiyi şey başqa xüsusiyyətləri götürmək idi. Bəli? Bağışlayın? Bağışlayın?

F2-də yenidən ortaya çıxdı. Beləliklə, o, bəzi başqa xüsusiyyətləri götürdü, ağ və bənövşəyi çiçəklər, hündür, qısa, ən azı müəyyən başqa xüsusiyyətlərin olduğunu gördüm. Öyrəndiyi hər şey üçün işləmədi, amma bəzilərində eyni nümunəni görə bildi.

Xüsusiyyətlərdən biri itdi. O, F2-də yenidən ortaya çıxdı və o, onları saydıqda, yenidən ortaya çıxan xüsusiyyətin birində, digərinin isə üç dəfə çox olduğunu gördü.

Deməli, bir nümunə görmüşdü. Və bu anda etdiyi hər şey çiçəkləri keçmək və nəslini saymaqdır. Beləliklə, Mendel öz məlumatlarını izah etməyə çalışdı. Beləliklə, o, indi elmi prosesin növbəti hissəsini götürməli idi. Və bu mənada Mendel haqqında düşünməyin xoş tərəfi odur ki, biz mürəkkəb texnikalara qapılmırıq.

Məncə, elmi prosesi görə bilərsiniz.

Və bu, çox çılpaq sümüklərdən ibarət bir şeydir.

İndi onun bəzi məlumatları var. O, əşyalarını ölçüb.

O, reproduksiyanı qurdu. Bu, yalnız toxum üçün deyil.

Görünür, bu, hansısa ümumi xüsusiyyətdir. Və bununla bağlı məsələ, məncə, onun nə düşündüyünü bilmirəm, amma yəqin ki, o, bunun qarışdırma ideyasına çox da uyğun gəlmədiyini görüb.

Necə ki, iki mayeni bir yerə tökərdin və hamısını qarışdırarsan. Bunun əvəzinə, o, həqiqətən, genetik məlumatın bir növ xüsusi formada, hissəciklər və ya vahidlər və ya fiziksinizsə, bunun haqqında düşünmək istəyirsinizsə, kvantlar şəklində gəlməli olduğunu düşünərək bu monumental sıçrayışı etdi.

Biz bu vahidləri gen kimi tanıyırıq. Hal-hazırda bununla böyüyürük, lakin genetik məlumatın iki maye kimi birləşdiyi fikrindən çıxış edərək onun kiçik bir hissəcik olduğu fikrinə varırıq, buna görə də enerjinin hissəciklərdə olduğunu düşünməklə təxminən eyni sıçrayış idi. davamlı bir şey əvəzinə.

Deməli, Mendelin belə bir anlayışı var idi.

Beləliklə, genetik məlumat hissəciklər, vahidlər şəklində gəlir.

Demək istəyirdim ki, biz indi bu genləri adlandırırıq və əgər belə idisə, o, bu xüsusiyyətlər haqqında onların hər biri ilə əlaqəli fərqli xarakter daşıyan hissəciklər kimi düşünməyə başladı. Bu o demək olardı ki, böyük S olan və hamar olan bir hissəcik olacaq. Müəyyən edilmiş başqa bir hissəcik də var idi.

Bu qırışlı xarakter, kiçik s adlanacaq.

Deməli, bu xaçlarda nə baş verirdisə, o, indi mayelərin əvəzinə hissəcikləri qarışdırırdı. Yenə də bilmirəm necə oldu, hər bir orqanizmdə neçə hissəcik olmalı idi. İkidən yuxarı hər yerdə ola bilərdi. İşlədiyi şeyləri izah etmək üçün ikisi olmalı idi. Onun 12 və ya başqa bir şey haqqında düşünməməsi üçün heç bir səbəb yoxdur. Ancaq güman edirəm ki, siz ən sadə şeydən, ağlınıza gələn nömrədən başlayırsınız və bu işi bacarıb-bacarmayacağınıza baxın. Beləliklə, onun fərz etdiyi şey, hər bir orqanizmdə bu hissəciklərin hər birinin iki nüsxəsinin olması idi.

Beləliklə, hər hissəciyin iki nüsxəsi, deməli, bu, iki növ hissəcik olduğunu ifadə edərdi. Beləliklə, S və hamar olacaq. Beləliklə, o, üç növ şey əldə edə bilər. O, həm böyük S, həm də hamar olanı ala bilərdi. Yoxsa iki kiçik S olanları da ala bilərsiniz. Və bunlar qırışacaqdı.

Yaxud, əgər başqa kombinasiyanız olsaydı, onun anladığı şey, bu modelə nə uyğun gəlir, bunlar hamar olmalıdır.

Bu o demək olardı ki, siz onları birləşdirəndə onlardan biri digəri üzərində üstünlük təşkil edir. Beləliklə, bu işdə böyük S-nin üstünlük təşkil etdiyi deyilir. Və kiçiklərin resessiv olduğu deyilir. Burada təqdim edəcəyim başqa bir kiçik termin var, çünki o, genetiklərin hər zaman istifadə etdiyi terminlər haqqında növbəti bir neçə gün ərzində bizə bu mövzuda danışmağa kömək edəcək. Bunların hər ikisinin ikisi eyni olduğundan, onların homozigot olduğu deyilir, eyni şeyi edin.

Və bu, hər birindən biri ilə, heterozigot olduğu deyilir.

Yaxşı, məncə, Mendelin modeli üçün bir növ quraşdırma var. Bununla belə, o, başqa bir məsələ ilə mübarizə aparmalı idi və bu, hər bir orqanizmin ikisi olsa və iki valideyn bir araya gəlsə və hər biri bir şey bağışlasa, siz bir şey etməsəniz, nəsil dörd olacaq.

O nəsillər bir araya gələndə, sonrakı nəsil iki dəfə çox olardı və s. Deməli, yəqin ki, bilmirəm, bu, sadəcə birinci prinsipdən idi, amma mən təsəvvür edərdim ki, əgər orqanizmlər polen və hər hansı bir şeylə, yumurta və sperma ilə cinsi əlaqədə olsalar, bunun qarşısını almaq üçün nəsə etmək lazımdır. hissəciklərin sayının getdikcə artması problemi. Beləliklə, o, cinsi əlaqə üçün xüsusi hüceyrələr mövcud olduqda və onların sayının belə olduğunu düşünürdü ki, cinsi hüceyrələrdə hissəciklərin sayı yarıya bərabər olsun ki, hər bir valideyn bir ianə verdikdə, siz ikiyə çatasınız.

Bu şeylərin müəyyən bir formada gəldiyi fikrini əldə etdikdən sonra olduqca sadə, sadə düşünmək olar.

Beləliklə, o, indi nəticələrini bununla izah edə bilərmi?

Gəlin bunu burada edək. Beləliklə, birinci xaçda nə baş verdi? Onun hamar, saf bir çoxalma xətti var idi, buna görə də buradan gələn cinsiyyət hüceyrələri, hər biri böyük S olardı və bunların hər birinin cinsi hüceyrələri bir az s olardı.

Və xatırladığınız kimi, onun əldə etdiyi hər şey hamar idi, elə deyilmi? Yadınızdadır?

Beləliklə, əgər burada nə baş verdiyini anlamağa çalışsaq, bunu təmsil etməyin bir yolu, əldə edə biləcəyiniz bütün birləşmələrin nə olacağını düşünmək olardı, ona görə də biz onları bütün mümkün yollarla birləşdirsək, hər bir kombinasiya eyni olacaq. o ilk xaç, biri bir valideyndən, biri digərindən.

Və əgər biri digəri üzərində dominant olsaydı, bu belə görünəcək.

Bu, həqiqətən sizi tanış etdiyim sözdür.

Genotip budur. Genetik səviyyədə baş verənlər budur. Burada gördüyünüz orqanizmin müşahidə edilə bilən xüsusiyyətləridir.

Bu fenotip olardı. Beləliklə, o, F1-i keçsə, bununla nə olacaq? Yaxşı, xatırladığınız kimi, onlar hamar idi, amma indi onları belə görürdü.

Bu o deməkdir ki, bundan yaranan cinsi hüceyrələr hər biri bir böyük S və bir də kiçik s əmələ gətirəcək.

Və sonra, bunun necə nəticələnəcəyini görmək üçün onları bir araya gətirsəniz, bu iki böyük S-dir. Bu, böyük S və bir az s, böyük S və bir az s və iki kiçik s-dir. Beləliklə, onun burada əldə etdiyi şey SS, SS və 1:2:1 nisbətidir.

Bəs fenotipə baxdığınız zaman nə gözləyirdik? Yaxşı, bu hamar, böyük S və kiçik s olardı.

Bu hamardır. Böyük S, kiçik s, yenə hamar və iki kiçik s, qırışdır. Onun 3:1 nisbəti var.

O, nəyisə sübut etdi? Bu işləyir. gözəl. Model düzgün olmalıdır?

Nə fikirləşirsən? Nəşr etməyə hazırsınız?

Niyə belədir? Model niyə işlədi?

Model hələ nəyisə proqnozlaşdırıbmı? Xeyr, o, məlumatları təsvir etdiyi üçün işləyir. Müəyyən dərəcədə bu, bir növ döngəyə dəyməyə bənzəyir.

Sən dedin, amma hələ bilmirsən. Əlbəttə ki, bu işləyəcək, çünki fərqli məlumatınız olsaydı, fərqli bir model olardı. Beləliklə, barmağınızı həqiqətən vacib bir nöqtəyə qoyursunuz və bu, bir təcrübə edə biləcəyinizdir. Məlumat əldə edə bilərsiniz.

Bu, DNT ardıcıllığı və ya zərif texnikanı əhatə etməməlidir.

Siz bioloji sistemdən məlumat əldə edirsiniz.

Siz onu izah edən bir fərziyyə irəli sürmüsünüz.

Amma əlbəttə ki, bunu izah edəcək, çünki siz öz məlumatlarınızı izah etməyən bir modeli dərc etməyəcəksiniz. Ancaq etmədiyi şey sınaqdan keçirilir. Onun modeli hələ etmədiyi bir işin nəticəsini proqnozlaşdıracaqmı? Beləliklə, təklif o idi ki, başqa bir xaç keçirsin. Və Mendel yenə də elə etdi. Bununla işləməli idi.

O, keçə bilirdi, saya bilirdi, bəzi hesablamalar aparıb, düşünə bilirdi. Ancaq bunlar texnikalardı.

Bu barədə düşünməyi çox xoşlayıram, çünki sən özünü onun yerinə qoya bilərsən. Bəs siz nəyi keçmək istərdiniz?

Çox şeyimiz yoxdur, elə deyilmi? Bir, o etdi. O, bir çarpaz etdi, homozigot dominant valideynlə F1, təmiz yetişdirmə xətləri.

Beləliklə, o, bu qədər hamardır, bu, böyük S və bir az s, və o, bir şeylə, iki böyük S ilə kəsişir. Beləliklə, bundan çıxacağınız cinsi hüceyrələr, buna görə də bunu qursanız və nə baş verdiyini görsəniz, ikisi var. Siz böyük S, böyük S, kiçik S, böyük S, kiçik S-ə çatacaqsınız. Bu, bir növ məlumatsızdır. Daha sonra qeydlərinizə baxmaq və bunun ardıcıl olmasını istəyirsinizsə, icazə verin bunu bir az çevirim. Mən iki böyük S-ni bura qoyuram və bu da bizim F1-imizdir. Beləliklə, mən əvvəllər etdiyim nümunəyə əməl edəcəm. OK, biz oradayıq. Hər halda, hamısı hamardır, lakin bu, xüsusilə faydalı deyil.

O, bu nəticəni əvvəllər də görmüşdü. Bu, həqiqətən sübut olunmayıb. Modelinin proqnozlaşdırdığı gözlənilməz nəticəni nəzərə alaraq.

Amma o, çox, çox oxşar olan başqa birini sınadı.

Və bu halda o, homozigot resessiv valideynlə F1-i keçdi. Bu, genetikada həqiqətən vacib bir prosesdir. Səbəbi isə, çox vacib olduğu üçün ona test xaçı adlanan xüsusi bir termin verilir. Gəlin görək bununla nə baş verir, çünki bu daha maraqlıdır. Beləliklə, F1-i götürürük. Deməli, bu F1-dir. O, indi bu homozigot resessivlə kəsişir, belə ki, kiçik s olan iki hissəciyi olan bir valideyn. Beləliklə, cinsi hüceyrələr əvvəlki kimi böyük S kiçik s, buradakı kiçik S-ə bənzəyəcəkmi? Beləliklə, biz bunu qursaq, etdiyimiz kimi, bu F1-dən cinsi hüceyrələr var.

Burada homozigot, resessiv anadan olan cinsi hüceyrələr var.

Burada hər biri üçün böyük S və bir az s alırıq.

Ancaq burada iki kiçik s alırıq. Beləliklə, fenotipə baxsaq, çöldə və ya bağçada mətbəxdə oturaraq, toxumlarınızı gətirdikdən sonra və ya onun işlədiyi yerdə, xaçda nə görəcəyinizi təxmin edərdiniz. bunun kimi?

Bunların hər ikisi hamar olardı, lakin hər ikisi qırışlı olardı.

So, here at the genotypic level, we've got a ratio, now, of 1:1. And here as well, there's now a ratio of 1:1. So, there you have a result that you haven't seen before. And, if you do that cross and get that result, again, it doesn't prove your model.

Scientific proof is never a QED.

Somebody can always come up with an experiment tomorrow that disproves it. It tends to work more. You just keep shoveling on evidence, and finally someone says, enough, enough, I believe you.

So, this was at least a test of the model, and the model survived this task. Now, he did one other experiment. Of the things that we've got on our plate right now, is there anything else we might do you can think of? He did another cross.

Pardon? Two of the heterogeneous ones, we did the F1's against each other. That's where we got the 3:1. We've already crossed the F1's, but I like your idea. What if we took the F2's?

In this case, it's going to be pretty complicated because they've got this 2:1:1, but one of the things you can do with peas is you can self fertilize them as well as cross them with their neighbors because they've got the ability to make the eggs.

It'll become the seeds, and they have the pollen, which would be equivalent to the sperm. So it got both.

So, as long as there's some plants that you can self fertilize and some you can't, one of the really nice things about peas, they have the property that you can self fertilize them.

So, another kind of experiment that Mendel did, then, was to self fertilize another test of the model, self fertilize the F2's. Well, the model predicts, if we look back over there, that what you'll have there is a mix of things in a ratio of 1:2:1.

So, if you were to take seeds from that F2, and then cross them with themselves, you could figure out all the different outcomes, and then sum them up. You'd have a prediction for what this model would suggest. All right, so let me just take you through the pieces. Let's think about a quarter of them, according to the model, a quarter are that. So, if we self cross those, what we should get is all wrinkled because the only thing we're dealing with is the wrinkled trait.

So, that would be a quarter of the F2 seeds would be expected to give that outcome. So, three quarters of them are smooth, but it's tricky because there's two types of them in there, right? So, of these, one third are this, and two thirds have that.

So, what would happen if we thought about each of those individually, and thought about the outcome? Well, if we take the SS type, and we've self crossed them, what we're going to get is all smooth because all we've got in the cross are the traits for the smooth characteristic. And, if we take these guys and we've self-crossed them, we've already done that.

We know what we will get is we will get smooth to wrinkled in a ratio of 3:1. So, again, you could now sit down with that and figure out in total what you would predict in terms of smooth and wrinkled if you self crossed the F2, and if the model is correct.

So, that was basically [your? first UROP project, or the end of the first term, or the first year, or something like that. And he did publish those results that were published in 1866, which was the same year as those, about the same time as those results that Pasteur was publishing that I told you about earlier on. So, it was a very impressive in retrospect, a truly major intellectual leap.

But, it had almost no impact at all on the world. And there's a theme here that it sort of tried to hit up several times.

And we saw it, to some extent, with the early work on DNA, that someone can get evidence for an idea. But if the scientific community is ready to accept it, it can take quite awhile before that idea becomes credible even if it's correct. The data was there. The DNA was genetic material quite a bit before the general scientists thought it was, and it just seemed like it was too simple a molecule, too boring a molecule to be possibly able to encode anything.

And the same sort of thing happened here. It was some geneticists picked up on this but not until about 1900.


Somatic mutation theory of carcinogenesis: why it should be dropped and replaced

The somatic mutation theory of carcinogenesis has been the dominant force driving cancer research during the 20th century. In brief, it proposes that successive DNA mutations in a single cell cause cancer (monoclonality). This theory places carcinogenesis at the cellular and subcellular hierarchical levels of biological complexity. Its basic premises are that (1) cancer is a defect of the control of cell proliferation and (2) the default state of metazoan cells is quiescence. These two premises have recently been contradicted by evidence. Supporters of the theory have dealt with these lacks of fit by incorporating ad hoc explanations similar to the use of epicycles in pre-Copernican astronomy. We propose the adoption of an alternative theory, the tissue organization field theory of carcinogenesis and neoplasia. Its basic premises are that (1) proliferation is the default state of all cells and (2) carcinogenesis and neoplasia are defects of tissue architecture. Carcinogens would act initially by disrupting the normal interactions that take place among cells in the parenchyma and stroma of an organ (the equivalent of the "morphogenetic fields" of developing organisms). Stroma appears as the primary target of carcinogens. Carcinogenesis and neoplasia occur entirely through emergent (supracellular) phenomena. Neoplastic cells may be reprogrammed to behave like "normal" cells within normal tissues. We argue that it is necessary to abandon the somatic mutation theory. Researchers will then become free to adopt alternative reliable premises to build a theory that explains carcinogenesis as another outcome, aberrant as it may be, of biological organization.


İçindəkilər

The first mutagens to be identified were carcinogens, substances that were shown to be linked to cancer. Tumors were described more than 2,000 years before the discovery of chromosomes and DNA in 500 B.C., the Greek physician Hippocrates named tumors resembling a crab karkinos (from which the word "cancer" is derived via Latin), meaning crab. [1] In 1567, Swiss physician Paracelsus suggested that an unidentified substance in mined ore (identified as radon gas in modern times) caused a wasting disease in miners, [2] and in England, in 1761, John Hill made the first direct link of cancer to chemical substances by noting that excessive use of snuff may cause nasal cancer. [3] In 1775, Sir Percivall Pott wrote a paper on the high incidence of scrotal cancer in chimney sweeps, and suggested chimney soot as the cause of scrotal cancer. [4] In 1915, Yamagawa and Ichikawa showed that repeated application of coal tar to rabbit's ears produced malignant cancer. [5] Subsequently, in the 1930s the carcinogen component in coal tar was identified as a polyaromatic hydrocarbon (PAH), benzo[a]pyrene. [2] [6] Polyaromatic hydrocarbons are also present in soot, which was suggested to be a causative agent of cancer over 150 years earlier.

The association of exposure to radiation and cancer had been observed as early as 1902, six years after the discovery of X-ray by Wilhelm Röntgen and radioactivity by Henri Becquerel. [7] Georgii Nadson and German Filippov were the first who created fungi mutants under ionizing radiation in 1925. [8] [9] The mutagenic property of mutagens was first demonstrated in 1927, when Hermann Muller discovered that x-rays can cause genetic mutations in fruit flies, producing phenotypic mutants as well as observable changes to the chromosomes, [10] [11] visible due to the presence of enlarged "polytene" chromosomes in fruit fly salivary glands. [12] His collaborator Edgar Altenburg also demonstrated the mutational effect of UV radiation in 1928. [13] Muller went on to use x-rays to create Drosophila mutants that he used in his studies of genetics. [14] He also found that X-rays not only mutate genes in fruit flies, [10] but also have effects on the genetic makeup of humans. [15] [ better source needed ] Similar work by Lewis Stadler also showed the mutational effect of X-rays on barley in 1928, [16] and ultraviolet (UV) radiation on maize in 1936. [17] The effect of sunlight had previously been noted in the nineteenth century where rural outdoor workers and sailors were found to be more prone to skin cancer. [18]

Chemical mutagens were not demonstrated to cause mutation until the 1940s, when Charlotte Auerbach and J. M. Robson found that mustard gas can cause mutations in fruit flies. [19] A large number of chemical mutagens have since been identified, especially after the development of the Ames test in the 1970s by Bruce Ames that screens for mutagens and allows for preliminary identification of carcinogens. [20] [21] Early studies by Ames showed around 90% of known carcinogens can be identified in Ames test as mutagenic (later studies however gave lower figures), [22] [23] [24] and

80% of the mutagens identified through Ames test may also be carcinogens. [24] [25] Mutagens are not necessarily carcinogens, and vice versa. Sodium azide for example may be mutagenic (and highly toxic), but it has not been shown to be carcinogenic. [26]

Mutagens can cause changes to the DNA and are therefore genotoxic. They can affect the transcription and replication of the DNA, which in severe cases can lead to cell death. The mutagen produces mutations in the DNA, and deleterious mutation can result in aberrant, impaired or loss of function for a particular gene, and accumulation of mutations may lead to cancer. Mutagens may therefore be also carcinogens. However, some mutagens exert their mutagenic effect through their metabolites, and therefore whether such mutagens actually become carcinogenic may be dependent on the metabolic processes of an organism, and a compound shown to be mutagenic in one organism may not necessarily be carcinogenic in another. [27]

Different mutagens act on the DNA differently. Powerful mutagens may result in chromosomal instability, [28] causing chromosomal breakages and rearrangement of the chromosomes such as translocation, deletion, and inversion. Such mutagens are called clastogens.

Mutagens may also modify the DNA sequence the changes in nucleic acid sequences by mutations include substitution of nucleotide base-pairs and insertions and deletions of one or more nucleotides in DNA sequences. Although some of these mutations are lethal or cause serious disease, many have minor effects as they do not result in residue changes that have significant effect on the structure and function of the proteins. Many mutations are silent mutations, causing no visible effects at all, either because they occur in non-coding or non-functional sequences, or they do not change the amino-acid sequence due to the redundancy of codons.

Some mutagens can cause aneuploidy and change the number of chromosomes in the cell. They are known as aneuploidogens. [29]

In Ames test, where the varying concentrations of the chemical are used in the test, the dose response curve obtained is nearly always linear, suggesting that there may be no threshold for mutagenesis. Similar results are also obtained in studies with radiations, indicating that there may be no safe threshold for mutagens. However, the no-threshold model is disputed with some arguing for a dose rate dependent threshold for mutagenesis. [30] [10] Some have proposed that low level of some mutagens may stimulate the DNA repair processes and therefore may not necessarily be harmful. More recent approaches with sensitive analytical methods have shown that there may be non-linear or bilinear dose-responses for genotoxic effects, and that the activation of DNA repair pathways can prevent the occurrence of mutation arising from a low dose of mutagen. [31]

Mutagens may be of physical, chemical or biological origin. They may act directly on the DNA, causing direct damage to the DNA, and most often result in replication error. Some however may act on the replication mechanism and chromosomal partition. Many mutagens are not mutagenic by themselves, but can form mutagenic metabolites through cellular processes, for example through the activity of the cytochrome P450 system and other oxygenases such as cyclooxygenase. [32] Such mutagens are called promutagens.

Physical mutagens Edit

    such as X-rays, gamma rays and alpha particles cause DNA breakage and other damages. The most common lab sources include cobalt-60 and cesium-137. radiations with wavelength above 260 nm are absorbed strongly by bases, producing pyrimidine dimers, which can cause error in replication if left uncorrected. , such as 14 C in DNA which decays into nitrogen.

DNA reactive chemicals Edit

A large number of chemicals may interact directly with DNA. However, many such as PAHs, aromatic amines, benzene are not necessarily mutagenic by themselves, but through metabolic processes in cells they produce mutagenic compounds.

    (ROS) – These may be superoxide, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide, and large number of these highly reactive species are generated by normal cellular processes, for example as a by-products of mitochondrial electron transport, or lipid peroxidation. As an example of the latter, 15-hydroperoxyicosatetraenocic acid, a natural product of cellular cyclooxygenases and lipoxygenases, breaks down to form 4-hydroxy-2(E)-nonenal, 4-hydroperoxy-2(E)-nonenal, 4-oxo-2(E)-nonenal, and cis-4,5-epoxy-2(E)-decanal these bifunctional electophils are mutagenic in mammalian cells and may contribute to the development and/or progression of human cancers (see 15-Hydroxyicosatetraenoic acid). [33] A number of mutagens may also generate these ROS. These ROS may result in the production of many base adducts, as well as DNA strand breaks and crosslinks. agents, for example nitrous acid which can cause transition mutations by converting cytosine to uracil. (PAH), when activated to diol-epoxides can bind to DNA and form adducts. agents such as ethylnitrosourea. The compounds transfer methyl or ethyl group to bases or the backbone phosphate groups. Guanine when alkylated may be mispaired with thymine. Some may cause DNA crosslinking and breakages. Nitrosamines are an important group of mutagens found in tobacco, and may also be formed in smoked meats and fish via the interaction of amines in food with nitrites added as preservatives. Other alkylating agents include mustard gas and vinyl chloride. and amides have been associated with carcinogenesis since 1895 when German physician Ludwig Rehn observed high incidence of bladder cancer among workers in German synthetic aromatic amine dye industry. 2-Acetylaminofluorene, originally used as a pesticide but may also be found in cooked meat, may cause cancer of the bladder, liver, ear, intestine, thyroid and breast. from plants, such as those from Vinca species, [34] may be converted by metabolic processes into the active mutagen or carcinogen. and some compounds that contain bromine in their chemical structure. [35] , an azide salt that is a common reagent in organic synthesis and a component in many car airbag systems combined with ultraviolet radiation causes DNA cross-linking and hence chromosome breakage. , an industrial solvent and precursor in the production of drugs, plastics, synthetic rubber and dyes.

Base analogs Edit

    , which can substitute for DNA bases during replication and cause transition mutations.some examples are 5 bromo uracil and 2 amino purine

Intercalating agents Edit

    , such as ethidium bromide and proflavine, are molecules that may insert between bases in DNA, causing frameshift mutation during replication. Some such as daunorubicin may block transcription and replication, making them highly toxic to proliferating cells.

Metals Edit

Many metals, such as arsenic, cadmium, chromium, nickel and their compounds may be mutagenic, but they may act, however, via a number of different mechanisms. [36] Arsenic, chromium, iron, and nickel may be associated with the production of ROS, and some of these may also alter the fidelity of DNA replication. Nickel may also be linked to DNA hypermethylation and histone deacetylation, while some metals such as cobalt, arsenic, nickel and cadmium may also affect DNA repair processes such as DNA mismatch repair, and base and nucleotide excision repair. [37]

Biological agents Edit

    , a section of DNA that undergoes autonomous fragment relocation/multiplication. Its insertion into chromosomal DNA disrupts functional elements of the genes. – Virus DNA may be inserted into the genome and disrupts genetic function. Infectious agents have been suggested to cause cancer as early as 1908 by Vilhelm Ellermann and Oluf Bang, [38] and 1911 by Peyton Rous who discovered the Rous sarcoma virus. [39] – some bacteria such as Helicobacter pylori cause inflammation during which oxidative species are produced, causing DNA damage and reducing efficiency of DNA repair systems, thereby increasing mutation.

Antioxidants are an important group of anticarcinogenic compounds that may help remove ROS or potentially harmful chemicals. These may be found naturally in fruits and vegetables. [40] Examples of antioxidants are vitamin A and its carotenoid precursors, vitamin C, vitamin E, polyphenols, and various other compounds. β-Carotene is the red-orange colored compounds found in vegetables like carrots and tomatoes. Vitamin C may prevent some cancers by inhibiting the formation of mutagenic N-nitroso compounds (nitrosamine). Flavonoids, such as EGCG in green tea, have also been shown to be effective antioxidants and may have anti-cancer properties. Epidemiological studies indicate that a diet rich in fruits and vegetables is associated with lower incidence of some cancers and longer life expectancy, [41] however, the effectiveness of antioxidant supplements in cancer prevention in general is still the subject of some debate. [41] [42]

Other chemicals may reduce mutagenesis or prevent cancer via other mechanisms, although for some the precise mechanism for their protective property may not be certain. Selenium, which is present as a micronutrient in vegetables, is a component of important antioxidant enzymes such as gluthathione peroxidase. Many phytonutrients may counter the effect of mutagens for example, sulforaphane in vegetables such as broccoli has been shown to be protective against prostate cancer. [43] Others that may be effective against cancer include indole-3-carbinol from cruciferous vegetables and resveratrol from red wine. [44]

An effective precautionary measure an individual can undertake to protect themselves is by limiting exposure to mutagens such as UV radiations and tobacco smoke. In Australia, where people with pale skin are often exposed to strong sunlight, melanoma is the most common cancer diagnosed in people aged 15–44 years. [45] [46]

In 1981, human epidemiological analysis by Richard Doll and Richard Peto indicated that smoking caused 30% of cancers in the US. [47] Diet is also thought to cause a significant number of cancer, and it has been estimated that around 32% of cancer deaths may be avoidable by modification to the diet. [48] Mutagens identified in food include mycotoxins from food contaminated with fungal growths, such as aflatoxins which may be present in contaminated peanuts and corn heterocyclic amines generated in meat when cooked at high temperature PAHs in charred meat and smoked fish, as well as in oils, fats, bread, and cereal [49] and nitrosamines generated from nitrites used as food preservatives in cured meat such as bacon (ascobate, which is added to cured meat, however, reduces nitrosamine formation). [40] Overly-browned starchy food such as bread, biscuits and potatoes can generate acrylamide, a chemical shown to cause cancer in animal studies. [50] [51] Excessive alcohol consumption has also been linked to cancer the possible mechanisms for its carcinogenicity include formation of the possible mutagen acetaldehyde, and the induction of the cytochrome P450 system which is known to produce mutagenic compounds from promutagens. [52]

For certain mutagens, such as dangerous chemicals and radioactive materials, as well as infectious agents known to cause cancer, government legislations and regulatory bodies are necessary for their control. [53]

Many different systems for detecting mutagen have been developed. [54] [55] Animal systems may more accurately reflect the metabolism of human, however, they are expensive and time-consuming (may take around three years to complete), they are therefore not used as a first screen for mutagenicity or carcinogenicity.

Bacterial Edit

  • Ames test – This is the most commonly used test, and Salmonella typhimurium strains deficient in histidine biosynthesis are used in this test. The test checks for mutants that can revert to wild-type. It is an easy, inexpensive and convenient initial screen for mutagens.
  • Resistance to 8-azaguanine in S. typhimurium – Similar to Ames test, but instead of reverse mutation, it checks for forward mutation that confer resistance to 8-Azaguanine in a histidine revertant strain.
  • Escherichia coli sistemləri – Both forward and reverse mutation detection system have been modified for use in E. coli. Tryptophan-deficient mutant is used for the reverse mutation, while galactose utility or resistance to 5-methyltryptophan may be used for forward mutation.
  • DNA repairE. coliBacillus subtilis strains deficient in DNA repair may be used to detect mutagens by their effect on the growth of these cells through DNA damage.

Maya Edit

Systems similar to Ames test have been developed in yeast. Saccharomyces cerevisiae is generally used. These systems can check for forward and reverse mutations, as well as recombinant events.

Drosophila Redaktə et

Sex-Linked Recessive Lethal Test – Males from a strain with yellow bodies are used in this test. The gene for the yellow body lies on the X-chromosome. The fruit flies are fed on a diet of test chemical, and progenies are separated by sex. The surviving males are crossed with the females of the same generation, and if no males with yellow bodies are detected in the second generation, it would indicate a lethal mutation on the X-chromosome has occurred.

Plant assays Edit

Plants such as Zea mays, Arabidopsis thalianaTradescantia have been used in various test assays for mutagenecity of chemicals.

Cell culture assay Edit

Mammalian cell lines such as Chinese hamster V79 cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells or mouse lymphoma cells may be used to test for mutagenesis. Such systems include the HPRT assay for resistance to 8-azaguanine or 6-thioguanine, and ouabain-resistance (OUA) assay.

Rat primary hepatocytes may also be used to measure DNA repair following DNA damage. Mutagens may stimulate unscheduled DNA synthesis that results in more stained nuclear material in cells following exposure to mutagens.

Chromosome check systems Edit

These systems check for large scale changes to the chromosomes and may be used with cell culture or in animal test. The chromosomes are stained and observed for any changes. Sister chromatid exchange is a symmetrical exchange of chromosome material between sister chromatids and may be correlated to the mutagenic or carcinogenic potential of a chemical. In micronucleus Test, cells are examined for micronuclei, which are fragments or chromosomes left behind at anaphase, and is therefore a test for clastogenic agents that cause chromosome breakages. Other tests may check for various chromosomal aberrations such as chromatid and chromosomal gaps and deletions, translocations, and ploidy.

Animal test systems Edit

Rodents are usually used in animal test. The chemicals under test are usually administered in the food and in the drinking water, but sometimes by dermal application, by gavage, or by inhalation, and carried out over the major part of the life span for rodents. In tests that check for carcinogens, maximum tolerated dosage is first determined, then a range of doses are given to around 50 animals throughout the notional lifespan of the animal of two years. After death the animals are examined for sign of tumours. Differences in metabolism between rat and human however means that human may not respond in exactly the same way to mutagen, and dosages that produce tumours on the animal test may also be unreasonably high for a human, i.e. the equivalent amount required to produce tumours in human may far exceed what a person might encounter in real life.

Mice with recessive mutations for a visible phenotype may also be used to check for mutagens. Females with recessive mutation crossed with wild-type males would yield the same phenotype as the wild-type, and any observable change to the phenotype would indicate that a mutation induced by the mutagen has occurred.

Mice may also be used for dominant lethal assays where early embryonic deaths are monitored. Male mice are treated with chemicals under test, mated with females, and the females are then sacrificed before parturition and early fetal deaths are counted in the uterine horns.

Transgenic mouse assay using a mouse strain infected with a viral shuttle vector is another method for testing mutagens. Animals are first treated with suspected mutagen, the mouse DNA is then isolated and the phage segment recovered and used to infect E. coli. Using similar method as the blue-white screen, the plaque formed with DNA containing mutation are white, while those without are blue.

Many mutagens are highly toxic to proliferating cells, and they are often used to destroy cancer cells. Alkylating agents such as cyclophosphamide and cisplatin, as well as intercalating agent such as daunorubicin and doxorubicin may be used in chemotherapy. However, due to their effect on other cells which are also rapidly dividing, they may have side effects such as hair loss and nausea. Research on better targeted therapies may reduce such side-effects. Ionizing radiations are used in radiation therapy.

In science fiction, mutagens are often represented as substances that are capable of completely changing the form of the recipient or granting them superpowers. Powerful radiations are the agents of mutation for the superheroes in Marvel Comics's Fantastic Four, Daredevil, and Hulk, while in the Teenage Mutant Ninja Turtles franchise the mutagen is a chemical agent also called "ooze", and for Inhumans the mutagen is the Terrigen Mist. Mutagens are also featured in video games such as Cyberia, The Witcher, Metroid Prime: Trilogy, Resistance: Fall of Man, Resident Evil, Infamous, Freedom Force, Command & Conquer, Gears of War 3, StarCraft, BioShock, Fallout, və Maneater. In the "nuclear monster" films of the 1950s, nuclear radiation mutates humans and common insects often to enormous size and aggression these films include Godzilla, Them!, Attack of the 50 Foot Woman, Tarantula!, və The Amazing Colossal Man.


AccessScience haqqında

AccessScience mövcud olan ən dəqiq və etibarlı elmi məlumatları təqdim edir.

Elmi biliklərin mükafatlı qapısı kimi tanınan AccessScience tələbələr üçün xüsusi olaraq yazılmış yüksək keyfiyyətli istinad materialını ehtiva edən heyrətamiz onlayn resursdur. Əməyi keçənlər arasında 10.000-dən çox yüksək ixtisaslı alim və 46 Nobel mükafatı laureatı var.

8700-DƏN ARTIQ bütün əsas elmi fənləri əhatə edən və əhatə edən məqalələr McGraw-Hill Elm və Texnologiya EnsiklopediyasıMcGraw-Hill Elm və Texnologiya İllik Kitabı

115,000-PLUS dan təriflər McGraw-Hill Elmi və Texniki Terminlər Lüğəti

3000 görkəmli elm xadimlərinin tərcümeyi-halı

19.000-DƏN ÇOX əsas mövzuları təsvir edən yüklənə bilən şəkillər və animasiyalar

MƏRACƏTLİ VİDEOLAR mükafatlara layiq görülmüş alimlərin həyat və fəaliyyətini işıqlandırır

ƏLAVƏ TƏDQİQAT ÜÇÜN TƏKLİFLƏR və tələbələri daha dərindən dərk etməyə və araşdırmaya istiqamətləndirmək üçün əlavə oxunuşlar

İSTİFADƏ EDİLƏN ƏDƏBİYYATLARA BAĞLANTILAR tələbələrə ilkin məlumat mənbələrindən istifadə edərək biliklərini genişləndirməyə kömək edin


For use in screening for environmental mutagens and carcinogens, a highly fluorescent derivative of guanosine, 2′-deoxy-2′-(2",3"-dihydro- 2",4"-diphenyl-2"-hydroxy-3"-oxo-1"-pyrrolyl) guanosine (FG), was synthesized. When incubated with FG in aqueous solution, mutagens form adducts that can be analyzed with an HPLC-fluorescence detector-system. By this method, mutagens such as glyoxsl, methylglyoxal, 2-(2-furyl)-3-(5-nitrofuryl)acryl-amide and 4-nitroquinoline-N-oxide, used as model compounds, were detected rapidly with high sensitivity.

Reaction with isopropylideneguanosine (IPG), followed by isolation and characterization of the mutagen-IPG-adduct was found to be a useful method for identifying unknown mutagens in crude samples. This method was success fully applied in identification of the mutagens in heated glucose (200°C, 20 min) glyoxal-IPG and 8-hydroxy-IPG were identified in the reaction mixture.


Videoya baxın: Гены, ДНК и хромосомы (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Masruq

    Tamamilə sizinlə razıdır. In this something is I like this idea, I completely agree with you.

  2. Akijar

    Üzr istəyirəm, amma məncə yanılırsınız. Müzakirə edəcəyik daxil olun. Mənə pm-də yazın.

  3. Tekora

    I can tell you :)

  4. Cruim

    Eyni, sonsuz

  5. Ceolfrith

    Bunun əvəzinə tənqidçilər problemin həllini tövsiyə edirlər.



Mesaj yazmaq