Тақырып. Адамда болатын мутагенді факторлар
Адамда болатын мутагендік факторлар туралы жалпы түсінік.Адамда болатын бірқатар аурулар эволюциялық қалыптасқан хромосома жинағындағы сандық және құрылымдық бұзылулармен байланыстырылады. Бұл бұзылуларға әкелетін мутагенді факторлардың үш негізгі түрі бар: физикалық (иондаушы радиация), химиялық және биологиялық (вирустар және зат алмасу өзгерістері). Бұл факторлардың адам организміне әсері in vivo – шеткі қан клеткаларының культурасында және жілік майында және in vitro – түрлі клеткалардың культурасында жүргізілді. Мутагенді факторлардың әсер етуі нәтижеінде олардың табиғатына байланыссыз адамның хромосомаларында сүтқоректілердегідей және өсімдіктердегідей хромосомалық аберрациялар түзіледі. Адамның хромосомалары иондаушы сәулеленуге өте сезімтал. Ата-ананың сәулеленуге дұшар болуы мен олардан аурулары бар ұрпақтың тууы арасындағы байланыс дәлелденген. Адамның соматикалық клеткаларына иондаушы сәулелердің әсері хромосомалардың сандық және сапалыө өзгерістеріне әкеледі. Бұл өзгерістер бір клеткалық ұрпақтан екіншісіне беріле алады. Көптеген дәрілердің өзі мутагенді фактор бола алады. Мысалы, ДНҚ синтезін тежегіштер, алкилдеуші агенттер кейбір антибиотиктер, цитостатикалық және химиотерапевттік препараттар құрамында бар. Адамның шеткі қанының культурасында вирустардың (қызылша, жұқпалы гепатит, сары ауру, асептикалық менингит және т.б.) болуы хромосомалардың қайта құрылуына және анеуплоидтық үзілістер әкеледі. Кейбір вирустардың әсерінен түзілетін хромосомалық бұзылулар негізінен гетерохроматиндік аймақта (центромерлік, теломерлік аймақтар және екіншілік үзілістер ауданы) жүреді. Кейбір вирустардың адам хромомсомасына әсері ДНҚ синтезін тежейтін химиялық агенттердің әсеріне ұқсас.
Адамда болатын метаболзмнің эндогенді бұзылуы (В12-дефициттік анемия, заболевания, связанные с аутоиммунды процестердің бұзылуы, нуклеин қышқылдарының метаболзмінің бұзылуы) хромосомадағы бұзылуларға әкелуі мүмкін. Алайда эволюция барысында адамның хромосомалық аппараты метаболизмнің эндогенді тербелістеріне төзімді болуы әбден мүмкін. Әлі толығымен шешілмеген мәселе – мутагендердің соматикалық клеткаларға деген цитогенетикалық әсерін жыныс клеткаларына экстраполяциялау. Мутагендердің әсері көп жағдайда адамнан алыс организмдерге жүргізіледі. Бұл жағдайда олардың мутагенге деген таксономиялық орынға байланысты сезімталдығы есепке алынбайды. Адамның тек лимфоциттері мен жілік майы тканьдері ғана зерттеледі. Алайда әр тканнің өзіндік жауабы болатынын ұмытпай қажет. Біз хромосомалардың үзілістер кейін қандай процестер болатынын белмейміз. Бұл жағдайлар клетка мен организм деңгейінде болатын факторлармен бақыланатын сияқты.
Геномдық бұзылулардың түрлері. Хромосома өзгерісін тудыратын факторлар әртүрлі. Хромосомалық бұзылудың себебін білмеген жағдайда оларды спонтанды немесе табиғи деп атаймыз. Көп жағдайда олар клеткалық метаболизмнің бұзылуы нәтижесінде түзіледі.
Хромосомалық бұзылулардың бәрі мутация деп аталады. Хромосомалық мутациялар – бұл көрінетін құрылымдық өзгерістер, ол хромосоманы белгілі бір аймақтарын қосу, олардың жоғалуы немесе басқа жерге алмасуымен жүреді. Ал бір геннің ішінде болатын құрылымдық өзгерістер гендік мутациялар деп аталады. Алайда бұл екі категорияның арасында нақты бөлініс жоқ. Хромосомдых мутациялар митотикалық циклдегі клеткаларда жарық микроскопы арқылы көрінсе, молекулалық деңгейде өтетін гендік мутацияларды биохимиялық жолмен білуге болады. Гендік мутациялар кең тараған.
Хромосомалардың санының өзгеруінің полиплоидия (диплоидты жинақтың екі немесе одан да көп еселенуі), ануплоидия (хромосома жинағының бір немесе ьірнеше хромосомаға артуы немесе кемуі) деген түрлері бар. Полиплоидты клеткалардың түзілуі хромосомалардың анафаза кезінде екі жақ полюске тартатын бөліну аппаратының бұзылуымен байланысты. Хромосоманың құрылымдық өзгерістерінің негізгі екі түрін ажыратады – хромосомалық аберрация және хроматидтік аберрация. Бұндағы негізгі критерийі қайта құрылымдардың центромердің тарлуына қатынасы. Хромосомалардың қайта құрылуларының жиілігін және түрін бірінші митоздық бөліну кезінде қарастыру қажет. Себебі келесі митозда центромері жоқ немесе екі центромері бар ДНҚ аймақтары жоғалады. Құрылымдық қайта қрылулардың негізінде жағымсыз эндогенді және экзогенді факторлардың әсерінен үзілуі жатыр. Үзілген хромосомалар фрагменттері түрлі комбинацияда өзара қосылады. Алайда митозда тек бір центромерлік аймағы бар хромосомалар ғана митозда полюске ажырай алады. Хромасомалық бұзылулардың түрлері. Бұл бұзылулар клетка циклының пресинтетикалық фазасында (G1) өтеді. Бұл кезде хромосома бір жіп ретінде болады. Митоздың метафазасында олар гомологтық хромосомаларда олар қайта құрылулар ретінде екі хроматидада аберрацияның синтез фазасында (S) екі еселенген кезде білінеді. болады. Қайта құрылулардың осы түрі хромосомадағы жай үзілістер нәтижесінде түзіледі. Олардың екі еселенген кейін синтез фазасында жұп соңғы делециялар түзіледі. Екі немесе бірнеше хромосомада немесе бір хромосомада бірнеше үзілістер болса, онда алмасу қайта құрылулар: хромосомаішілік –центрлік және аңентрлік сақиналар; интерстициалды делециялар мен инверсиялар; хромосома аралық – дицентрлік және полицентрлік хромосомалар (дицентриктер және полицентриктер), симметриялық алмасулар.
Хроматидті типті қайта құрылулар.Бұл жағдайда екі хроматидада (S-фаза соңы, G1 және митоз профазасы) аберрация жүреді. Бұл түр де делециялар мен алмасу арқылы жүреді.
Хромосомды-хроматидті қайта құрылулар. ДНҚ репликациясының асинхронды жүруіне байланысты S-фазада ДНҚ-ның бір жіпшелі және екі жіпшелі аймақтары болады. Олар мутагенді әсерге дұшар бола алады. Осының нәтижесінде жіпшенің біреуі хромосомдық, ал екіншісі хроматидтік қайта құрылуда қатысады.
Хромосоманың көптік зақымдалуы. Химиялық мутагендердің жоғарғы концентрациясын немесе радиацияның жоғары мөлшерін пайдаланған кезде хромосомада көптеген зақымдалған аймақтар түзіледі. Хромосомада екі немесе үш аберрация болса, оларды байқау қиын емес. Алайа, көптік зақымдалуларды бақылау мүмкін болмайды. Хромосомалардың көптеп фрагментациялануы, соның ішінде ең айқын түрі пульверизация, оның құрылымының толығымен бұзылды деген сөз.