Невидимі вороги, Нанотехнології Nanonewsnet

Що поєднує альбіносів, черепашок Ніндзя та антибіотикостійкі бактерії? Усі вони мутанти. Втім, мутація мутації різна: зміни в ДНК бувають різні. Якщо метаморфоза носить випадковий характері і дія відбувається над коміксі, вона, зазвичай, нейтральна. Існує безліч причин розвитку мутацій, і ми вирішили зосередитися на тих, що зустрічаються у реальному житті. Що таке мутагени, як їх знайшли, чим вони небезпечні та як від них захиститися – у новому матеріалі Genotek.

Незворотні правки коду

ДНК, яка несе інформацію всього живого, - це інструкція для будівництва та функціонування організму. Це той випадок, коли «не має значення, як код написаний — головне, що він працює». Трапляються іноді події на кшталт мутацій. Під мутацією в біології прийнято розуміти зміну генетичного матеріалу. Як правило, організми з так званими шкідливими мутаціями відбраковуються (помирають). Однак іноді мутація закріплюється та передається у спадок. Існують спонтанні мутації, які можуть виникнути при неправильній роботі молекулярних машин. Наприклад, може виникнути помилка при реплікації - подвоєнні - або при ремонті молекули. Це внутрішні причини несправностей, з ними потрібно розбиратися окремо. Мутагени зрадницьки генеруються самим організмом або приходять ззовні, вони помітні не відразу, а результат їхнього впливу часом буває дуже страшним.

Секретний агент змін

Молекула ДНК – знаменита «подвійна спіраль» – має регулярні параметри, які дозволяють зберігати код доступним для прочитання та відтворення. Мутагени - це фізичні або хімічні агенти, які провокують формування незворотних структур, таким чином підвищуючи частоту мутацій. Останні іноді призводять доканцерогенезу, тому значна кількість мутагенів також є канцерогенами. Фізичні мутагени представлені різними видами випромінювання та підвищеною температурою, що ламає саму подвійну спіраль або призводить до численних розривів. Хімічні мутагени можуть робити розриви ланцюга, так і вбудовуватися всередину спіралі.

Лисенка як мутаген радянської науки

Не всі поломки – мутації

Важливо розрізняти пошкодження ДНК та мутагенез. Якщо уявити клітини як невеликі заводи, фабрики чи компанії, то ядро, у якому зберігається ДНК, — це головний офіс підприємства. Періодично, напередодні якихось масштабних заходів там трапляються аврали, але все так чи інакше встає на свої місця: всі стежать один за одним і в разі чого допомагають виправити помилки. Так, напередодні поділу клітини необхідне подвоєння ДНК. ДНК-полімераза може неправильно вставити нуклеотид-другий у ланцюг, але її помилка буде відразу виправлена: в ДНК дочірніх клітин це не потрапить. У такому разі йдеться про помилку реплікації. Мутація ж, навпаки, є зміною ДНК, яке з якоїсь причини виправлено був. Мутагени - це агенти ззовні, рекетири, шпигуни або провокатори, які можуть увірватися або таємно проникнути до начальства та знищити всі документи компанії. Так починається мутагенез.

У наступній частині статті ми постараємося відповісти на 2 найважливіші питання: хто винен і що робити.

К. В.: Ультрафіолетове випромінювання

Мутагеном фізичної природи, який особливо часто зустрічається в районі екватора та в областях озонових дірок, є ультрафіолетове світло в діапазоні 260-280 нм. Підстави ДНК поглинають ультрафіолет у цьому діапазоні, що може призводити до розриву зв'язку між двома ланцюгами ДНК. Вільні нуклеотидипопарно зшиваються із сусідніми, як показано на картинці.

Утворення піримідинових димерів під дією УФ-випромінювання.

Якщо ця помилка залишається невиправленою, синтез білка та реплікація ДНК ускладнюється у багато разів – це і є мутагенез. Безумовно, трохи сонячного світла не зашкодить нікому: як ви вже дізналися в одному з попередніх матеріалів, це стимулює вироблення вітаміну D. Однак утворення піримідинових димерів є однією з основних причин меланоми. Крім того, тривале перебування на сонці шкідливе для очей.

Ч. Д.: Жиророзчинні нутрієнти

Доведено, що у побудові захисту від УФ-випромінювання допомагають такі мікроелементи, як каротиноїди, флавоноїди, токофероли та омега-3 ненасичені жирні кислоти. Засвоєння нутрієнтів, що містять ці речовини також має генетичну обумовленість. З одного боку, це дуже зручно, з іншого боку – якщо у вас низька засвоюваність вітаміну А або порушення ліпідного обміну, але ви любите подорожувати в районі екватора, то краще підстрахуватися заздалегідь.

Мутагени хімічної природи діють більш тонко та цинічно – вони порушують структуру ДНК.

К. В.: Активні форми кисню

Розгадка у назві. Кисень окислює речовини, які зустрічає своєму шляху. Згадайте перекис водню, яку виливають на розбите коліно — приблизно те саме відбувається у клітинних масштабах виділення активних форм кисню. Активні форми кисню руйнують мембрани, з яких побудовані живі клітини, висмикують окремі основи з ланцюга ДНК та вносять розриви. Страшно не лише те, що вони роблять, а й те, як витончено це відбувається. Оскільки виділення АФК здійснюється постійно, при поломці механізму, що нейтралізує їх, клітини постійно піддаютьсябомбардування мутагенами і гинуть у муках.

Ч. Д.: Антиоксиданти

Антиоксиданти – це речовини, що містяться у свіжих ягодах та фруктах, у зеленому чаї, горіхах та червоному вині. Вони рятують нас від окислення та активних радикалів, переводячи їх у неактивну форму. Іншими словами, антиоксиданти – це такі альтруїсти. Вони виходять на вулицю, бачать, як хулігани руйнують стіни і приймають удар на себе. Антиоксиданти мають безліч чудових властивостей, одна з яких — захист від старіння. Згідно з деякими гіпотезами, старіння асоційоване з виділенням АФК. Окремо виділяється легіон - вітамін Е - збірна назва для декількох жиророзчинних речовин, що мають антиоксидантну активність. При вступі в систему травлення інгредієнти вітаміну Е проходять відбір у печінці, і вже в коло обміну речовин вступає в основному альфа-токоферол.

Важливо враховувати власну генетичну схильність до засвоєння вітамінів, оскільки антиоксиданти при надмірному споживанні шкідливі: можуть перешкоджати засвоєнню інших мікроелементів.

К. В.: Афлатоксини

Назва належить групі отрут-канцерогенів, що виробляються деякими видами плісняви. Афлатоксини — це відповідь на дитяче запитання: «Чому не можна їсти землю та опале листя?», на доросле запитання: «Чому чай має термін придатності?». і на старече запитання: «Чому не можна їсти крупу, що заплісняла?». Коли умов зберігання не дотримуються, на продукті, як на живильному середовищі, ростуть плісняві гриби роду Aspergillus. Небезпека може чатувати на крупах, спеціях, горіхах, чаї, молоці, яйцях, м'ясі, сухофруктах, хлібі та промислових соках. Цвіль може вирости в результаті неправильного або тривалого зберігання, а ароматизуюча добавка заглушить неприємний запах. Якщо дозаафлатоксинів не смертельна, але регулярна, це може спричинити розвиток цирозу і раку печінки. Особливу небезпеку продукти з афлатоксинами становлять майбутніх матерів: крім загального отруєння, афлатоксини можуть порушити ембріогенез.

Ч. Д.: Розвивати спостережливість та виправляти харчові звички

Будьте обережні і не їжте прострочені продукти. Намагайтеся ретельно мити продукти та готувати їжу безпосередньо перед вживанням. Втім, люди з непереносимістю глютена, лактози чи кофеїну щодо афлатоксину почуваються трохи спокійніше: більше половини продуктів із групи ризику вже виключено з їхнього меню. Така особливість харчової поведінки, як звичка переїдати, може бути подвійно шкідливою в цій ситуації.

К. В.: Бензол

Бензол - хімічна сполука, без якої неможливо уявити сучасне життя. Це токсин і канцероген, який входить до складу нафти та бензину, а також широко застосовується у виробництві ліків, пластмас, гуми та барвників. Якщо помістити людину в замкнутий простір і поступово закачувати туди бензол, спочатку він відчує ейфорію. Потім з'являться сонливість, нудота, біль голови, м'язові посмикування. Якщо залишити випробуваного в цій камері на тривалий час, то він помре, якщо його випустити, то можна буде спостерігати цілий комплекс розладів, викликаних отруєнням бензолом. Проте, нам цікаво не це. Бензол часто зустрічається в неякісній косметичній продукції та пластмасових виробах, тобто не виключено систематичне отруєння бензоломневеликій кількості, що може провокувати виникнення різних видів гемато-онкологічних захворювань.

Ч. Д.: Вітаміни групи В

Ніацин, фолат і кобаламін – вітаміни групи В, дефіцит яких насамперед помітний при отруєнні бензолом. Вони необхідні репарації ДНК. Найчастіше люди отримують вітаміни цієї групи із м'ясом тварин. Детальніше дізнатися про те, на які процеси впливають вітаміни групи В та як діагностувати їх недолік, можна за посиланням.

Бережіть себе. Вороги в особі мутагенів можуть бути всюди. Коли йдеться про здоровий спосіб життя, тим, хто намагається змінити все самотужки, доводиться балансувати між масою порад і здоровим глуздом. Кордон хибка і встояти на ньому більше шансів у того, хто знає себе і не завдає собі шкоди.