Особенности строения, цикл развития Fasciolahepatica, Dicrocoeliumlanceatum. Пути заражения, меры профилактики и патогенное значение. Систематическое положение. 1 страница
Вопрос.
2. Филярии — черви-паразиты, относящиеся к классу нематод. Возбудители филяриозов. Имеют длинное и тонкое тело (около 45 см в длину и 0,33 мм в толщину), обитают в лимфатической системе человека и подкожной клетчатке. Основные хозяева человек и некоторые млекопитающие, промежуточные и переносчики – различные виды двукрылых насекомых.
Жизненный цикл филярий:
а) Взрослые особи производят на свет микроскопических личинок — микрофилярий (в среднем их длина составляет 200-250 мкм, а ширина — около 5 мкм), которые мигрируют под кожу или разносятся по кровеносной системе организма хозяина.
б) Насекомое, которое является переносчиком заболевания, кусает больного и становится промежуточным хозяином гельминта. В его теле микрофилярии растут и уже через пару недель становятся инвазионными, то есть, опасными для человека.
в) При последующих укусах насекомое заражает людей: через его хоботок подросшие микрофилярии проникают в кровь, а затем и в лимфатическую систему. Через 1-2 года личинки превращаются во взрослых особей и цикл повторяется.
г) Продолжительность жизни взрослой формы составляет годы, а иногда и десятилетия.
Патогенное действие.
У людей пораженных филярией Банкофта резко увеличиваются и отекают различные органы, периодически могут развиваться приступы лихорадки и озноба, вызванные острым воспалением пораженных филяриями лимфатических узлов и сосудов. Регулярно появляются отеки, иногда развивается тромбофлебит. Кстати, именно из-за того, что эта болезнь так обезображивает человека (гипертрофированные ноги, мошонка) она и получила свое второе название – слоновость (или элефантизм).
Лабораторная диагностика.
обнаружение микрофилярий в крови (кровь необходимо брать утром или ночью), иммунологические методы.
Профилактика.
защита от укусов комаров и химиопрофилактика; выявление и лечение больных, уничтожение переносчиков, санитарно- просветительская работа.
Вопрос
1 Закон эволюционного развития. Автор закона Ч. Дарвин: «естественный отбор на основе наследственной изменчивости является основной движущей силой эволюции»
2 Закон необратимости эволюции Л. Долло « Организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков»
3 Закон неспециализированности: « К эволюционному развитию способны малоспециализированные формы; прогрессирующая специализация отдельных ветвей ведет к вымиранию соответсвующей группы организмов».
Экзаменационный билет №2
Вопрос.
Митоз – это основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала. Это непрерывный процесс, который состоит из 4 фаз: 1) профаза 2) метафаза 3) анафаза 4) телофаза
Перед митозом происходит подготовка клетки к делению или интерфаза. Митотический цикл – период подготовки клетки к митозу и собственно митоз.
Интерфаза. Состоит из 3 периодов: пресинтетический (G1), синтетический (S), постсинтетический (G2).
Пресинтетический.
n=количество хромосом, с = количество ДНК.
2n 2с – диплоидный набор хромосом, двойная цепь ДНК. Рост клетки, активизация процессов биологического синтеза.
Синтетический. 2n 4c – период репликации ДНК
Постсинтетический. 2n 4c – подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.
Профаза.
2n 4c – разрушение (демонтаж) ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам. Формирование нитей веретена деления, «исчезновение ядрышек», конденсация двухроматидных хромосом.
Метафаза.
2n 4c – выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки. Прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям другим к центромерам хромосом.
Анафаза.
4n 4c – деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки.
Телофаза.
2n2c – в каждой дочерней клетке. Деконденсация (раскручивание) двухроматидных хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия)
Значение митоза.
Две дочерние клетки являются генетической копией материнской:
1) постоянство хромосомного набора в ряду поколений.
2) рост
3) регенерация (восстановление утраченного)
4) основа бесполого размножения
Регуляция митотической активности клеток различных органов осуществляется гормонами коры надпочечников, щитовидной железы, половых желез и др. Важную роль в этом отношении играют гастроинтестинальные гормоны. Основными регулятоìрными механизмами митоза являются процессы фосфорилирования и протеолиза.
Знание механизмов регуляции регенерационной способности органов и тканей открывает перспективы создания научных основ стимуляции репаративной регенерации и управления процессами выздоровления.
Вопрос.
К отряду блохи относится человеческая блоха Pulex irritans. Тело сплющено с боков, крылья отсутствуют. Голова несет коротки усики, пару простых глаз, колюще-сосущий аппарат. Конечности сильно развиты, особенно последняя пара, которая намного длиннее и служит для прыгания. Брюшко состоит из 10 сегментов, у самцов конец брюшка загнут кверху. Характерны щупики. зубчики, щетинки, которые имеют значение для систематики. Ведут паразитический образ жизни.
Развитие с полным превращением. Яйца откладывают в помещениях в щелях, трещинах пола, в сухом мусоре. В природных условиях – в норах грызунов. Из яйца выходит червеобразная безногая личинка белого цвета. питается разлагающимися органическими веществами. Через некоторое время личинка образует кокон, а затем превращается в куколку. Взрослые насекомые питаются кровью.
Медицинское значение.
В качестве эктопаразитов блоха служит причиной зуда, расчесов, присоединения вторичной инфекции, нагноений и т.д. Трансмиссивное значение: они переносят чуму. Природными резервуарами чумы являются грызуны (суслики, крысы, сурки). Животные болеют и умирают. После смерти хозяина блохи переходят на других особей этого же вида или другого и заражают их.
Вопрос.
Влияние абиотических факторов на организм. К абиотическим фактора относится: температура, свет влажность, концентрация солей, давление, осадки, рельеф, движение воздушных масс. Более значительно влияние света, температуры и влажности.
ТЕМПЕРАТУРА.
Колебание температуры в воде обычно меньше, чем на суше, поэтому пределы устойчивости к температуре у водных организмов хуже, чем у наземных. От температуры зависит интенсивность обмена веществ. В основном организмы живут при температуре от 0 до +50 на поверхности песка в пустыни и до – 70 в некоторых областях Восточной Сибири. Средний диапазон температур находится в пределах от +50 до –50 в наземных местообитаниях и от +2 до +27 – в Мировом океане. Например, микроорганизмы выдерживают охлаждение до –200, отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре + 80, +88.
СВЕТ.
Свет обеспечивает все жизненные процессы, протекающие на Земле. Для организмов важна длина волны воспринимаемого излучения, его продолжительность и интенсивность воздействия. Например, у растений уменьшение длины светового дня и интенсивность освещения приводит к осеннему листопаду.
По отношению к свету растения делят на :
светолюбивые – имеют мелкие листья, сильно ветвящиеся побеги, много пигмента – хлебные злаки. Но увеличение интенсивности освещения сверх оптимального подавляет фотосинтез, поэтому в тропиках трудно получать хорошие урожаи.
тенелюбивые – имеют тонкие листья, крупные, расположены горизонтально, с меньшим количеством устьиц.
теневыносливые – растения способные обитать в условиях хорошего освещения, так и в условиях затенения
Важную роль в регуляции активности живых организмов и их развитии играет продолжительность и интенсивность воздействие света – фотопериод. В умеренных широтах цикл развития животных и растений приурочен к сезонам года, и сигналом для подготовки к изменению температуры служит продолжительность светового дня, которая в отличии от других факторов всегда остается постоянной в определенном месте и в определенное время. Фотопериодизм– это механизм, приводящие к росту и цветению растений весной, плодоношению летом, сбрасыванию листьев осенью у растений. У животных к накоплению жира к осени, размножению животных, их миграции, перелету птиц и наступлению стадии покоя у насекомых.
Кроме сезонных, есть еще и суточные изменения режима освещенности, смена дня и ночи определяет суточный ритм физиологической активности организмов. Важное приспособление, которое обеспечивает выживание особи – это своего рода «биологические часы», способность ощущать время.
Животные, активность которых зависит от времени суток, бывают с дневным, ночным и сумеречным образом жизни.
ВЛАЖНОСТЬ
Вода – это необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в тех или иных местах обитания является ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны данной местности.
Избыток влаги в почве приводит к заболачиванию почвы и появлению болотной растительности. В зависимости от влажности почвы (количество осадков) видовой состав растительности меняется.( Широколиственные леса сменяются мелколиственными, затем лесостепной растительностью. Далее низкотравье, и при 250 мл в год – пустыня. Осадки в течении года могут выпадать не равномерно, живым организмам приходится переносить длительные засухи. Например, растения и животные саванн, где интенсивность растительного покрова, а так же и интенсивное питание копытных животных зависит от сезона дождей. )
В природе происходят и суточные колебания влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура сильнее влияет на организм при влажность высокая или низкая. У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной части стебля, иголки вместо листьев уменьшают испарение.
У животных тоже появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги. Мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи. Источником воды может стать жироподобное вещество например у верблюда. В жаркое время некоторые животные – грызуны, черепахи впадают в спячку, продолжавшуюся несколько месяцев. Растения – эфемеры к началу лета, после кратковременного цветения, могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища.
По отношению к воде растения делят: водные растения повышенной влажности; околоводные растения, наземно-водные;
наземные растения; растения сухих и очень сухих мест, обитают в местах с недостаточным увлажнениям, могут переносить непродолжительную засуху; суккуленты – сочные, накапливают воду в тканях своего тел.
По отношению к воде животных делят:
влаголюбивые животные;
промежуточная группа;
сухолюбивые животные.
Виды приспособленностей организмов к колебаниям температуры, влажности и света:
теплокровность – поддержание организмом постоянной температуры тела;
зимняя спячка – продолжительный сон животных в зимнее время года;
анабиоз – временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедленны до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных и у животных зимой и в жаркий период времени);
морозостойкость – способность организмов переносить отрицательные температуры;
состояние покоя – приспособительное свойство многолетнего растения, для которого характерно прекращение видимого роста и жизнедеятельности, отмирание наземных побегов у травянистых форм растений и опадение листьев у древесных форм;
летний покой – приспособительное свойство раннецветущих растений (тюльпан, шафран) тропических районов, пустынь, полупустынь.
Анабиоз(лат. anabiosis — оживление, от др.-греч. ανα- — «вновь» и βιος — «жизнь») — cостояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. Термин предложен в 1873 году немецким ученым Вильгельмом Прейером (?) в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности.
Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии, грибы, простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов угнетение жизнедеятельности и ее почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития — семена, споры.
Животные, впадающие в анабиоз, могут терять Ѕ и даже ѕ заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.
Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин, длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.
Гипотермиìя(от др.-греч. ὑπο «снизу, под» + θέρμη «тепло»), переохлаждение — состояние организма, при котором температура тела падает ниже, чем требуется для поддержания нормального обмена веществ и функционирования. У теплокровных животных, в том числе, человека, температура тела поддерживается приблизительно на постоянном уровне благодаря биологическому гомеостазу. Но, когда организм подвергается воздействию холода, его внутренние механизмы могут оказаться не в состоянии пополнять потери тепла.
При гипотермии скорость обмена веществ в организме снижается, что приводит к уменьшению потребности в кислороде. Это обстоятельство используется в медицинской практике, когда применяют искусственную местную или общую гипотермию. К местной гипотермии прибегают для лечения кровотечений, травм и воспалений. Общую гипотермию организма применяют при операциях на сердце, при лечении черепно-мозговой травмы, внутричерепных кровоизлияниях[1].
Состояние гипотермии является противоположностью гипертермии, которое приводит к тепловому удару.
Экзаменационный билет №3
1 вопрос.Теории старения.
1. Неврогенная. Основоположник Павлов. Связывал старение с изменениями ЦНС. Уменьшается масса головного мозга до 20-30% от исходного.
2. Изменение в соединительной ткани. Происходит её дезорганизация. Количество воды падает, происходит разрастание и замена паренхиматозных клеток, которые занимают место основных органов.
3. Эндокринная – изменение в половых клетках, в гипофизе, щитовидной железе.
4. Теория Мечникова. Считал, что происходит самоотравление организма продуктами азотистого обмена; клетки фагоциты перестают узнавать чужие клетки и начинают пожирать свои клетки.
5. Теория Гипоксии. Считают, что с возрастом уменьшается обмен веществ, снижается потребление кислорода.
6. Все теории сводятся к следующему:
7. Стохастическая. Старение – это результат накопления ошибок в молекуле ДНК. В результате искажаются все основные функции организма.
8. Программная теория. Старение – запрограммированный процесс, генетически обусловленный к существованию «временных генов».
Продолжительность жизни организмов
Биологический возраст людей 95-100 лет.
Между систематическим положением растений, животных и продолжительностью жизни связи нет.
Древесные растения живут долго: дуб – до 2000 лет, ель – до 1000 лет, сосна – 600 лет.
Среди животных таких долгожителей нет. Ученые подсчитали, что продолжительность жизни превышает период роста в 5-7 раз.
Например, собака растет 2 года, живет 15 лет; лошадь растёт 5 лет и живет 30-40 лет. Естественная продолжительность человеческой жизни может достигать 120-150 лет, - это возрастные пределы человеческой жизни.
(Особенности труда и быта мужчин — значительный травматизм, алкоголизм и курение — быстрее подтачивают здоровье мужчин, увеличивая их смертность. Однако, большее значение имеют половые различия, которые существенно влияют и на частоту, особенности развития многих заболеваний. У мужчин раньше начинает прогрессировать атеросклероз, возникают грубые нарушения кровоснабжения сердца и мозга. Смертность от инфаркта миокарда у мужчин в возрасте 40—49 лет выше, чем у женщин, примерно в 7 раз, в 50—59 лет — в 5 раз, в 60 лет и старше — в 2 раза.
Причины половых различий в продолжительности жизни и заболеваемости связаны со многими особенностями общей конституции, нейрогуморальной регуляции, состояния гипоталамо-гипофизарной области. Известно, что у мужчин в больших количествах синтезируются андрогены, у женщин — эстрогены (защитная роль).
Как у женщин, так и у мужчин возникает климактерический период — способности к оплодотворению. У мужчин климакс наступает позже и длится дольше, чем у женщин. В ходе климакса нередко возникают грубые нарушения функций организма. Физиологическое “прохождение” климактерического периода предохраняет человека от многих возможных нарушений обмена и функции в будущем.
Существенное значение в механизмах, определяющих различную продолжительность жизни, имеют особенности генетического аппарата. Наличие двух хромосом Х у женщин, по-видимому, увеличивает надежность определенных механизмов в течение жизни. Существует предположение, что с добавочной хромосомой, отсутствующей у мужчин, связана большая надежность работы генетического аппарата у женщин, их жизнеспособность, большая продолжительность жизни.
На смертность оказывает влияние семейное положение людей. По данным демографического департамента ООН, во всех странах мира холостые, вдовцы и разведенные живут меньше, чем женатые.
Существует еще одна глобальная проблема — человек и окружающая среда. Стремления ученых к увеличению продолжительности жизни, к ликвидации основных заболеваний человека будут сведены на нет, если будет прогрессировать загрязнение среды, будет нарушено равновесие между человечеством и окружающей его биосферой.
Известно, что ионизирующее облучение в больших и средних дозах уменьшает продолжительность жизни, а в узком диапазоне малых доз может ее увеличивать. Хроническое облучение вызывает ряд изменений в организме, сходных со старением, — повреждение генетического аппарата и мембран клеток, подавление клеточного деления, появление токсических веществ, нарушение нервной и гормональной регуляции и др. Проявления столь сходны, что многие исследователи говорят о лучевом старении. Сейчас пишут о многих последствиях ионизирующего облучения — подавление иммунитета, развитие заболеваний крови, рака, наследственных болезней. Кроме всего, большая опасность — преждевременное старение.)
Перспективы и направления борьбы за увеличение средней продолжительности жизни человека.
1.Увеличение активности.2.Сбалансированное питание.3.Разнообразная трудовая деятельность.4.Психическое равновесие.5.Отсутствие болезней.6. Отсутствие вредных привычек.
Вопрос
Паразитизм – это существование одного вида за счёт другого, используя его как среду обитания или источника питания или то и другое и нанося ему (т.е. хозяину) определенный вред.
Влияние паразита на организм хозяина.
Паразит, находясь в хозяине и питаясь за счёт него, вызывает изменения его гомеостаза, выражающееся в аллергизации развития иммунитета той или иной силы и в большинстве случаев развития патологии. Смерть хозяина не выгодна для паразита, так как может привести к гибели и самого паразита. Поэтому эволюционносложились между ними такие взаимоотношения, когда хозяин, несмотря на снижение в большинстве случаев жизнеспособности может в течение сравнительно длительного времени сохранять качество жизни.
Паразиты оказывают на хозяина:
1) механическое воздействие, повреждая те или иные органы (давление эхинококкового пузыря на печёночную ткань, протыкание стенок мочевого пузыря яйцами кровяного сосальщика, закупорка протоков);
2) отнимают пищу у хозяина (аскарида);
3) отравляющее действие продуктов метаболизма, особенно эндопаразитов на организм хозяина;
4) токсины и антигены вызывают образование антитоксинов и антител (слюна эктопаразитов вызывает специфические аллергические воспалительные реакции на коже);
5)эндопаразиты выделяют ферменты, которые мешают фагоцитам хозяина влиять на паразита;
6)паразиты могут выступать и как переносчики других паразитарных заболеваний;
7)могут быть косвенной причиной развития различных инфекций (изъязвление кишечника при дизентерийном амёбиазе-образует ворота инфекции).
Организм хозяина отвечает на присутствие в нем чужеродного в антигенном отношении паразита развитием:
1)клеточных реакций {лимфоциты и другие иммунокомпонентные клетки устремляются к месту расположения паразита (трихина, дизентерийная амёба) и нападают на паразита};
2)тканевых реакций (защитная соединительнотканная капсула вокруг трихины, цистицерка и т.д.);
3)развитием гуморальных реакций (образование антител).
Вопрос.
Наследственные болезни – болезни, которые вызываются повреждением наследственного аппарата.
Наследственные болезни делят на генные и хромосомные.
1. Генные или молекулярные болезни в свою очередь подразделяют на:
1)моногенные болезни, возникающие при мутациях, затронувших один ген, хотя мутация может захватывать более обширные участки ДНК. Моногенные болезни классифицируют по типу передачи потомкам признака, и они наследуются по законам Менделя:
а) аутосомно-доминантные;б) аутосомно-рецессивные;в) доминантные, сцепленные с Х-хромосомой;г) рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой;
д) сцепленные с У-хромосомой.
2).полигенные или мульфакториальные, возникающие при взаимодействии нескольких генов и неблагоприятных условий среды. Эти болезни еще называют болезнями с наследственной предрасположенностью (атеросклероз, аллергические заболевания, псориаз, сахарный диабет, шизофрения и др. 2. Хромосомные болезни могут быть обусловлены изменением числа хромосом (анэуплоидией) и структуры хромосом (хромосомными аберрациями).
Экзаменационные билеты №4
1 вопрос Органеллы, не имеющие мембран: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.
Рибосомы–органеллы, состоящие из большой и малой субъединиц. Могут находиться или на ЭПС или же располагаться свободно в клетке, образуя полисомы. Они состоят из рРНК и белка и образуются в ядрышке. В рибосомах происходит биосинтез белка.
Клеточный центр–встречается в клетках животных, грибов, низших растений и отсутствует у высших растений. Он состоит из двух центриолей и лучистой сферы. Центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого состоит из 9 триплетов микротрубочек. При делении клетки образуют нити митотического веретена, обеспечивающие расхождение хроматид в анафазе митоза и гомологичных хромосом при мейозе.
Микротрубочки–трубчатые образования различной длины. Входят в состав центриолей, митотического веретена, жгутиков, ресничек, выполняют опорную функцию, способствуют перемещению внутриклеточных структур.
Микрофиламенты–нитчатые тонкие образования, расположенные по всей цитоплазме, но особенно много их под клеточной оболочкой. Вместе с микротрубочками образуют цитоскелет клетки, обусловливают ток цитоплазмы, внутриклеточные перемещения пузырьков, хлоропластов и др. органелл.
Вопрос
Asсаris lumbricoides. Паразитирует в тонком кишечнике только у человека. Крупный червь, беловато-розового цвета. самка 20-40см, самец 15-20см. Тело веретеновидное. Ротовое отверстие окружено дорсальной и двумя вентральными губами. Кишечник в виде прямой трубки. У оплодотворенной самки имеется перетяжка на границе между передней и средней трети тела. Яйца крупные покрыты 3 оболочками. Наружная имеет бугристость, при нахождении в кишечнике окрашивается пигментами фекалий в бурый цвет, средняя- глянцевитая, внутренняя – волокнистая.
Пути заражения: яйца с содержащимися внутри подвижными личинками могут попадать с овощами, фруктами или водой в кишечный тракт человека.
Цикл развития: яйца – почва – подвижная личинка (только в присутствии кислорода) – фрукты, овощи, вода – кишечный тракт – в кишечнике выходит личинка – кровеносные сосуды – печень – правое сердце – легочная артерия – капилляры легочных альвеол – через стенки капилляров в полость альвеол – бронхиолы – бронхи – трахея – глотка – вторично заглатываются – кишечник – половозрелая форма. Срок жизни взрослых особей 10-12 месяцев.
Патогенное значение: личиночная стадия вызывает аллергические реакции белковыми продуктами реакции, поражение ткани печени, легких. При миграционном аскаридозе кровоизлияния и воспаление (пневмония), нарушается целостность альвеол; половозрелая форма: интоксикация организма токсическими продуктами жизнедеятельности (нарушение пищеварительной, нервной, половой систем и др.), закупорка просвета кишечника клубком аскарид, спастическая непроходимость кишечника, закупорка желчных протоков.
Меры профилактики: личная – соблюдение правил личной гигиены, общественная – санитарно-просветительская работа, массовая дегельминтизация населения с последующим уничтожением паразитов; обезвреживание фекалий, используемых как удобрение, охрана среды от загрязнения.
Вопрос
Факторы, вызывающие мутации называются мутагенными факторами.
1. Физические;
2. Химические;
3. Биологические.
К физическим мутагенным факторам относятся различные виды излучений, температура, влажность и др. Наиболее сильное мутагенное действие оказывает ионизирующее излучение – рентгеновские лучи, α-, β-, γ- лучи. Они обладают большой проникающей способностью.
При действии их на организм они вызывают:
а) ионизацию тканей – образование свободных радикалов (ОН) или (Н) из воды, находящейся в тканях. Эти ионы вступают в химическое взаимодействие с ДНК, расщепляют нуклеиновую кислоту и другие органические вещества;
б) ультрафиолетовое излучение характеризуется меньшей энергией, проникает только через поверхностные слои кожи и не вызывает ионизацию тканей, но приводит к образованию димеров (химические связи между двумя пиримидиновыми основаниями одной цепочки, чаще Т-Т). Присутствие димеров в ДНК приводит к ошибкам при ее репликации, нарушает считывание генетической информации;
в) разрыв нитей веретена деления;
г) нарушение структуры генов и хромосом, т.е. образование генных и хромосомных мутаций.
К химическим мутагенам относятся:
- природные органические и неорганические вещества (нитриты, нитраты, алкалоиды, гормоны, ферменты и др.);
- синтетические вещества, ранее не встречавшиеся в природе (пестициды, инсектициды, пищевые консерванты, лекарственные вещества).
- продукты промышленной переработки природных соединений – угля, нефти.
Механизмы их действия:
а) дезаминирование – отщепление аминогруппы от молекулы аминокислот;
б) подавление синтеза нуклеиновых кислот;
в) замена азотистых оснований их аналогами.
Химические мутагены вызывают преимущественно генные мутации и действуют в период репликации ДНК.
К биологическим мутагенам относятся:
- Вирусы (гриппа, краснухи, кори)
- Невирусные паразитические организмы (грибы, бактерии, простейшие, гельминты)
Механизмы их действия:
а) вирусы встраивают свою ДНК в ДНК клеток хозяина.
б) продукты жизнедеятельности паразитов-возбудителей болезней действуют как химические мутагены.
Биологические мутагены вызывают генные и хромосомные мутации.
Репарация генетического материала– это процесс, обеспечивающий восстановление поврежденной структуры молекулы ДНК.
Впервые репарация молекулы ДНК была установлена в 1948 году. А в 1962 году был описан один из способов репарации – световая репарация или фотореактивация.
Было установлено, что при ультрафиолетовом облучении вирусов-фагов, бактерий и простейших наблюдается резкое снижение их жизнедеятельности, даже гибель.