Реферати » Реферати по біології » Генотоксические ефекти у дітей-підлітків з Чебулінского району Кемеровської області

Генотоксические ефекти у дітей-підлітків з Чебулінского району Кемеровської області

частині вони залишаються лежати паралельно і тому мають вигляд дуги. Хроматидні фрагменти, малоудалённие від місця пошкодження, необхідно диференціювати від ахроматичних прогалин, що представляють собою незабарвлені ділянки хромосом (Частки локальної деспіралізаціі хромосом). Про фрагментах кажуть в трьох ситуаціях:

1. Фрагмент зрушать по довжині. 2. перевернути. 3. зрушена по осі.

Обміни хроматідного типу вкрай різноманітні. Вони можуть бути між хроматидами однієї хромосоми, двох і більше хромосом. Крім того, розрізняють повні та неповні, симетричні і асиметричні обміни. Все це створює можливість утворення великого числа форм обмінів. При міжхромосомні обмінах утворюються фігури три-, квадрі-, і мультірадіанов, або неправильних форм. Структура обмінної аберації залежить від величини обмінюваних ділянок, гомологичности хромосом, ідентичності плечей, симетричності (еуцентрічності) і повноти (рецепроктності) обміну.

1.1.3. Механізми виникнення хромосомних перебудов

Хромосомні перебудови - це обширний і гетерогенний клас спадкових змін, що включає випадання (втрати). Додавання (подвоєння, множення) ділянок хромосом, а також їх переміщення в межах однієї хромосоми або між хромосомами.

Історично експерименти і теоретично побудови по индуцированному мутагенезу значно випередили роботи по з'ясуванню природи генетичного матеріалу хромосом. Однак після 1953, коли в роботі Д. Уотсона і Ф. Кріка (D. Watson, F. Crick, 1953) було зроблено припущення про структуру молекули ДНК, про напівконсервативної характері про реплікації і про можливу молекулярної природі мутацій, відкрилася можливість для конкретних досліджень як характеру ушкоджень в ДНК, індукованих різними мутагенами, так і реальних механізмів репарації цих пошкоджень. У монографії Н.П. Дубініна (1978) наведені відомості про пошкодження ДНК різними мутагенами.

Обширний клас алкилирующих сполук може виробляти алкілування (приєднання метильной або етільной групи) в деяких позиціях до азотистим підставах (найчастіше до гуаніну) або до фосфатним групам полінукліотідной нитки. Алкілірованние азотисті основи за рахунок гідролізу вищепляются з ланцюжка ДНК, в слідстві чого з'являються апуріновие або апірімідіновие сайти. В таких сайтах далі може йти гідроліз нестабільних дезоксірібозідних залишків, і в результаті виникають однонітевиє розриви в ДНК. Розриви можуть бути і наслідком гідролізу після алкілування фосфатних груп.

Біфункціонального алкилирующие з'єднання (сірчаний і азотний іприт, митомицин C) своїми двома алкільними групами можуть алкілірованние відразу два гуаніну з двох комплементарних ниток ДНК, утворюючи при цьому внутрішньомолекулярними зшивку.

Такі зшивання - типовий результат впливу на ДНК також азотистої кислоти та її солей.

Як видно, більшість первинних змін в ДНК, що викликаються мутагенами, самі по собі ще не мутації, тобто не є змінами в послідовності нуклеотидів. Ця послідовність може бути змінена тільки після проходження пошкодженої молекули через етап реплікації. Так, при реплікації молекули, в одну з ниток якої вбудована молекула акридинового барвника, проти цієї пошкодженої нитки будуватися комплементарная їй ланцюжок, що містить зайвий нуклеотид, вставлений проти місця, де в пошкодженій ланцюга інтеркалірованних молекула акридину. Така вставка нуклеотиду, закріплюються в обох нитках молекули після ще однієї реплікації - це вже мутація, що позначається як "зрушення рамки зчитування" (frame shift). Зшивання в молекулі ДНК зазвичай летальні, т.к. не дозволяють здійснювати нормальну реплікацію через неможливість розплітання ниток в місці зшивання. (Смирнов В.Г. 1991).

Проте в роботах Р. Кімбол (R. Kimball, 1966) вказувалося, що клітина здатна до репарації ушкоджень в ДНК, викликаних дією мутагенів.

У більшості випадків первинних ушкоджень після першої ж реплікації (якщо вони не були репарірованни до реплікації) навпроти них у знову синтезованої нитки ДНК з'являється пролом. Ю.А. Митрофанов і Г.С. Олімпіенко (1980) саме стан такого розриву в одній з комплементарних ниток ДНК і вважають потенційним пошкодженням, яке при одних умовах може бути репарирувати, а при інших - перетворюється на двунітевой розрив в молекулі ДНК (хроматидні розрив).

A. Bender з співавторами (Bender et al., 1973) вважають, що при розриві в одній з ниток двунітевой молекули ДНК неушкоджена нитка може розрізатися навпроти розриву ДНК-азой, специфічною для однонитевой ДНК.

Покладається, що такий механізм матеріалізує ідею резонансного мутагенезу - переносячи пошкодження з пошкодженої нитки на неушкоджену.

На думку Смирнова В.Г. (1991) обмінні перебудови при впливі самими різними мутагенами виникають завдяки одному і тому ж механізму, що характеризується возз'єднанням решт з'являються розривів. Умовою цього є тісний просторова асоціація між ділянками хроматид однієї хромосоми або різних хромосом. При наявності такої асоціації виникають у хроматидами розриви возз'єднуються подібно до того, як це відбувається при кросинговері (Бєляєв І.Я., Акиф А.П., 1988).

Різні дослідники неодноразово звертали увагу на схожість між процесом кросинговеру і утворенням обмінних перебудов при контакті хроматид. Вперше таку думку висловили А.С. Серебровский і Н.П. Дубінін (1929), а потім "Обмінну гіпотезу" про механізм виникнення перебудов запропонував С. Рівеллі (S. Revell, 1955, 1974). Результати, отримані І.Я. Бєляєвим і А.П. Акіфьевим (1988), свідчать про плідність зіставлення цих двох процесів.

Асоціації, між ділянками хроматид однієї хромосоми або різних хромосом, можуть встановлюватися між районами хромосом, що містять високоповторяющіеся послідовності ДНК. Такі послідовності зосереджені в гетерохроматинових районах хромосом - в пріцентромерних і інтерколярном структурному гетерохроматин. Саме для гетерохромотінових районів неодноразово описані цитологически спостережувані асоціацію не гомологічних хромосом.

Освіта хромосомних аберацій можливо не тільки на основі рекомбінації в районах локалізації високоповторяющіхся не кодують послідовностей ДНК, але і на основі рекомбінації між повторюваними генами, при наявності дублікації в геномі.

Так само основою для виникнення хромосомних перебудов по рекомбінаційному механізму може бути присутність в геномі значного числа копій різних мобільних елементів (Смирнов В.Г. 1991).

Питання про механізм виникнення хромосомних перебудов став активно обговорюватися відразу ж після встановлення можливості індукувати, посилити мутаційний процес при впливі такого можливого фактора, як різні види іонізуючих випромінювань (Г.А. Карсон, Г.С. Філіппов, 1925; Н. Міллер, 1927; L. Stadler, 1928).

А. Стадлер (L. Stadler, 1928) і М.С. Навашин (1931) вважали, що первинний ефект в дії Х-променів на хромосоми - виникнення розривів. Це положення легко в основу широко відомої гіпотези про механізм виникнення індукованих хромосомних перебудов, створеної в роботі К. Сакса (K. Sax, 1938-1942) і Д. Лі (D. Lea 1963, D. Catcheside 1942). Залежно від стадії клітинного циклу виникають або хромосомні (при опроміненні в період G1 до фази S), або хроматидні (при опроміненні в фазах S і на початку G2) розриви. Велика їх частина потім знову возз'єднується з відновленням початкової структури (реституція). Однак якщо розриви в різних місцях однієї хромосоми (або хроматиди) або в різних хромосомах (або хроматид) в один і той же момент локалізується близько один до одного, вони можуть возз'єднається таким чином, що виникають хромосомні або хроматидні делеции (нестачі), транслокації, інверсії, вставки, утворюються центромерного або бесцентромерние кільцеві хромосоми, бесцентромерние фрагменти. Окремі фрагменти, що з'явилися відразу в результаті виникнення розривів, можуть зберігатися як такі і без возз'єднання з якими-небудь іншими.

Досить скоро були отримані переконливі дані про можливу модифікації мутагенного ефекту випромінювань завдяки дії додаткових факторів (температура, інфрачервоне світло, зниження концентрації кисню), з яких кожен сам по собі не впливав на спонтанний рівень мутаційного процесу . Так в дослідах К. Свенсона і А. Холлендера (C. Swenson, A. Hollaender, 1946) було показано, що обробка микроспор традесканції інфрачервоним світлом до або після опромінення Х-променями призводить до значного збільшення частоти як хроматидних делеций, так і міжхромосомні перебудов , причому в максимальній мірі цей ефект інфрактасних променів був виражений при температурі 12 градусів С і зменшувався при більш низькій температурі.

Досліди такого роду змусили припустити, що іонізуюче випромінювання викликає не тільки розриви хромосом, а й деякі предмутаціонние, потенційні зміни в них, які при додатковому впливі слабкіше діючих факторів можуть реалізуватися в додаткові розриви і перебудови (Смирнов А.Г. 1991).

1.1.4. Принципи обліку хромосомних аберацій на стадії метафази і загальні рекомендації до нього.

Пофарбовані препарати починають аналізувати під невеликим збільшенням мікроскопа, чим досягається загальна оцінка препарату, а саме мітотична активність і наявність метафазних пластинок. Для аналізу хромосом вимагається іммерсійний об'єктив.

При проведенні метафазну аналізу можливі два підходи до обліку хромосомних аберацій: з каріотипуванням метафазної пластинки і без кариотипирования. Перший підхід найбільш точний, але він трудомісткий і може бути застосований у спеціальних дослідженнях (наприклад, при вивченні розподілу ушкоджень за групами хромосом, по довжині окремих хромосом). Другий підхід найбільш уживаний і дешевий при швидкому вирішенні питання (Priest, 1969). Так, наприклад, при оцінці мутагенності факторів зовнішнього середовища досить враховувати хромосомніаберації без кариотипирования.

При аналізі обміну найбільш повна інформація включає відповіді на наступні питання:

1) число залучених в обмін хромосом і хроматид;

2) симетричність транслокаций (еу - або анеуцентрічность);

3) реціпроктних (повнота);

4) гомологичность залучених в обмін хромосом і їх ідентифікація;

5) порівняльна величина учасників при транслокації між гомологічними хромосомами.

При аналізі кожної аберації необхідно пам'ятати про один факт: гомологічні ділянки сестринських хроматид взаємно притягуються незалежно від їх переміщення.

Розпізнавання парних ацентріческій фрагментів зазвичай не викликає труднощів. Вони можуть бути дуже маленькими, ледве помітними і дуже довгими палочнообразнимі структурами, що лежать, як правило, паралельно один одному за рахунок тяжіння сестринських хроматид. Вважають, що вони являють собою кінцеві делеції. Іноді можна спостерігати дуже довгі фрагменти, що утворилися за рахунок злиття ацентріческій ділянок двох хромосом. Ці випадки повинні відзначатися особливо, якщо в клітинах не було дицентриків, оскільки йдеться про пошкодження двох хромосом з неповним обміном. Ацентріческіе фрагменти практично ніколи не лежать

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар