Что такое мутагены и чем они опасны?

Сегодняшний пост призван убить сразу двух зайцев (само собой, фигурально). Во-первых, тема «Мутагены» есть в ЕГЭ, поэтому знать её крайне желательно, если хочешь сдать биологию на высокий балл. Во-вторых, эти коварные ребята встретятся тебе не только на экзамене, но и в реальной жизни – причём не раз и не два. А значит, важно понимать, что это такое, в чём их опасность и главное – как от них защититься?

Разбираемся!

Как ты знаешь, в наших клетках есть специальная «инструкция» для строительства и функционирования всего организма, записанная в виде кода, – это наша ДНК. Зашифрованный в молекуле ДНК код остаётся в более или менее неизменном виде, доступном для расшифровки и воспроизведения.

Почему «более или менее»? Да потому что в живом организме то и дело возникают разные мутации – изменения в генетическом коде. Этот процесс носит название мутагенез.

Несмотря на то, что мутагенез в клетках происходит постоянно (и это окей), существуют особые факторы, которые существенно повышают частоту возникновения мутаций, зачастую весьма вредных и даже летальных (и это, конечно, уже не окей).

Кроме того, мутации нередко приводят к канцерогенезу – возникновению злокачественных новообразований (опухолей), поэтому значительное количество мутагенов также являются канцерогенами.

По происхождению все мутагены делятся на:

• эндогенные («эндо» = «внутри») – возникают в процессе жизнедеятельности организма;
• экзогенные («экзо» = «вне, снаружи») – включают все прочие факторы, в том числе условия внешней среды.
  

По природе возникновения различают 3 основные категории мутагенов:

• биологические (вирусы, антигены* некоторых микроорганизмов);
• химические (токсины, яды, некоторые лекарственные препараты, ионы тяжелых металлов);
  
• физические (температура, рентгеновское и гамма-излучение, УФ-излучение, радиоактивные вещества).
  

*Антиген – это вещество, содержащееся в микроорганизмах и других клетках (или выделяемое ими), которое организм рассматривает как чужеродное и потенциально опасное.

Разберём подробнее каждую категорию.

Мутагенным действием обладают некоторые вирусы (например, вирус кори, краснухи, гриппа), а также плесневые грибы рода Aspergillus. Точнее, не сами грибы, а вырабатываемые ими афлатоксины. Небольшая доза этих токсинов скорее всего не приведёт к летальному исходу, но вот стать причиной цирроза и рака печени (при регулярном употреблении) вполне может. Так что доедать просроченные продукты, «потому что жалко выбросить», – очень плохая идея.

Этот тип мутагенов – самый распространённый. К ним относятся всевозможные алкалоиды, нитраты, азотистая кислота, нитриты, активная форма кислорода (АФК), многие пестициды, продукты переработки нефти, бензол... В общем, список внушительный.

Что самое неприятное, эти мутагены окружают нас повсюду, в буквальном смысле. Мы вдыхаем их вместе с выхлопными газами и средствами бытовой химии, потребляем с пищевыми продуктами... Так, онкологи из Университета Джона Хопкинса обнаружили прямую корреляцию между регулярным употреблением копчёного и жареного мяса и некоторыми онкологическими заболеваниями.

Дело в том, при жарке мяса на мангале или открытом огне (о, этот любимый всеми нами шашлык...) содержание канцерогенов в нём значительно повышается. А ведь эти вещества, потреблённые даже в очень малых дозах, повышают риск развития рака практически вдвое!

Ну хорошо, про вред жареного и копчёного знают вроде бы все. Но даже такие безобидные на первый взгляд продукты, как яйца, масло, сметана и сливки, при долгом хранении становятся опасными для здоровья. Всё дело в содержащемся в них холестерине, который со временем приобретает мутагенные свойства.

Ну что, напугала тебя? А ведь это ещё не всё...

К ним относятся различные типы излучения (электромагнитные, рентгеновские и гамма-лучи), повышенная и пониженная температура, радиоактивные вещества. Да, и даже ласковое летнее солнышко, по которому мы все уже так соскучились, – тоже мутаген.

УФ-лучи опасны тем, что поглощение ультрафиолета азотистыми основаниями ДНК может приводить к разрыву связей между двумя её цепями. И если такие ошибки в ДНК остаются неисправленными, это повышает риск развития меланома (рака кожи).

В высокогорных или арктических районах часто можно встретить полиплоидные формы растений, возникающие вследствие спонтанных мутаций. Почему это происходит? Отчасти – в результате всё того же УФ-излучения, которое особенно активно в горах. Ещё одна причина – резкие перепады температуры в период вегетации растений, которые также также способны провоциовать мутагенез. Доказано, что повышение температуры окружающей среды на каждые 10 °С увеличивает частоту мутаций в пять раз!

Во-первых, они негативно влияют непосредственно на саму ДНК: приводят к разрывам цепи, перестройке и замене одних нуклеотидов на другие. Во-вторых, они способны подавлять активность ферментов репарации ДНК, то есть способность клеток восстанавливать повреждения молекул ДНК.

Результат? Онкологические заболевания у особей, столкнувшихся с мутагенами, и наследственные – у их потомства (если мутация затронула половые клетки).

Не слишком радужная перспектива, правда?

Но самое удивительное то, что человек зачастую сам, своими руками превращает её в реальность – употребляя алкоголь, никотин, наркотические вещества. Даже многие лекарства при неправильном применении провоцируют необратимые мутации в клетках.

Я не буду занудствовать о вреде курения и топить за ЗОЖ: все здесь взрослые люди и, надеюсь, понимают, что к чему. Моя задача – дать объективную информацию, а дальше... как поётся в известной песне, «думайте сами, решайте сами».

Короче, плохая новость состоит в том, что исключить влияние мутагенов полностью мы не можем. Так или иначе, они ежедневно проникают в наш организм: через дыхательные пути – вместе с воздухом, через пищеварительную систему – с водой и пищей, через кожу – например, при контакте с бытовой химией.

(Слышу крик отчаяния по ту сторону экрана: «а что делать-то??»)

Так вот, есть и хорошая новость: уменьшить действие мутагенов – вполне в наших силах.

Во-первых, мы сами несём ответственность за то, что и в каких количествах поступает в наш организм. Так что – включаем голову, прежде чем отправить себе в рот лишний кусок жареного мяса или копчёной колбаски.

Во-вторых, бороться с вредными мутагенами нам помогает наш верный защитник – иммунитет. Поэтому важно следить за тем, чтобы иммунные свойства организма оставались на должном уровне, и не запускать хронические болячки.

Во-третьих, существуют специальные вещества, снижающие частоту мутаций, – так называемые антимутагены. К ним относятся:

• некоторые витамины (А, С и Е);
• ряд ферментов (например, каталаза, которая разрушает пероксид водорода);
  
• антиоксиданты (например, флавоноиды, содержащиеся в красном винограде, вишне, клубнике, малине, гранатах и многих других продуктах);
  
• отдельные аминокислоты;
  
• некоторые фармакологические вещества.
  

В общем, твоё здоровье – в твоих руках, помни об этом! Берегись мутагенов, жуй гранаты, учи биологию и подписывайся на этот канал – здесь тебя ждёт много полезного контента ;)

#егэбиология #егэпобиологии #биологияегэ #егэпобиологии2024 #подготовкакегэ #подготовкакегэпобиологии #генетика #днк #мутации #мутагенез #мутагены #мутаген #антимутагены #антиоксиданты