Повреждение процессов синтеза бедка и клеточного делении

Неблагоприятные эффекты мутагенеза определяются также тем, в клетках какого типа он реализуется: половых, стволовых и делящихся или созревающих и зрелых. Результатом грубых мутации половых клеток и делящихся соматических клеток развивающего плода являются: стерильность особи, врожденная патология у потомства, тератогенез, гибель плода. Мутации * стволовых и делящихся соматических клеток сопровождаются структурно-функциональными

нарушениями тканей с непрерывной физиологической регенерацией (система крови, иммунная система, эпителиальные ткани) и канцерогенезом.

Развитие молекулярной биологии и патологии, рассматривающей заболевания на молекулярном уровне нарушений генных и субклеточных структур, расширяет также задачи и возможности токсикологии. Важное значение приобретают вопросы радиационной и химической генетики (токсикогенетики), тератогенного и бластомогенного действия токсических веществ. Приведем некоторые данные структуры и функций субклеточных образований, необходимые для понимания принципов токсикогенетики.

Наиболее важной составной частью клеточного ядра является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которая соединена с белком гистоном и образует комплекс ДНП (дезоксирибонуклеопротеид). ДНП входит в состав ядерного белка хроматина, из которого образуются хромосомы как аппарат клеточного деления.

ДНК состоит их 4 нуклеотидов (мономеров). Каждый нуклеотид в свою очередь состоит из фосфорной кислоты, углевода - дезоксирибозы и одного из четырех азотистых оснований: пуриновых оснований - А (аденина) и Г (гуанина) и пиримидиновых оснований - Т (Тимина) и Ц (цитозина). Нуклеотиды соединены друг с другом в длинную спиральную нить, а ДНК в целом состоит из двух спиральных нитей, соединенных друг с другом водородными связями оснований. Молекулярная масса ДНК достигает 10 млн. дальтон и более.

В настоящее время можно сщггать установленным, что ДНК является основным носителем наследственных признаков (ген), которые как буквами алфавита закодированы в ДНК путем определенного сочетания азотистых оснований (А, Г, Т, Ц).

Одной из замечательных свойств ДНК является способность к репликации, то есть воспроизведению второй спирали ДНК, абсолютно идентичной исходной, несущей те же генетические признаки организма. Синтез ДНК происходит в период интерфазы жизненного цикла клетки, точнее в фазе S (синтетической фазе), с помощью фермента ДНК-полимеразы из нуклеотидтрифосфатидов. Во время митоза при расщеплении хромосом в каждую из вновь образующихся клеток попадает ДНК со всеми закодированными признаками.

Вторым замечательным свойством ДНК является способность «строить» (синтезировать) РНК (рибонуклеиновую кислоту), которая обеспечивает синтез специфических белков и ферментов, а значит, обеспечивает специфические функции клеток ж. тканей и их

морфообразование (формирование клеток, тканей и органов). «Выдача» соответствующих РНК и синтез необходимых ферментов и белков регулируются генами «регуляторами» и «операторами».

РНК также представляет собой спиралеобразную цепочку, состоящую из нуклеотидов, но отличается от ДНК:

1) в состав РНК в качестве углевода входит рибоза, а не дезоксирибоза (отсюда и название рибонуклеиновая кислота);

2) в качестве азотистых оснований в РНК входят А (аденин), Г (гуанин), Ц (цитозин) и У (урацил вместо тимина);

3) молекулярная масса РНК значительно меньше, чем у ДНК (до 1-2 млн.). Синтез РНК происходит в ядре на матрице ДНК, а потом она выходит и находится в цитоплазме клетки.

Цитоплазма клетки представляет собой сложный коллоидный раствор различных веществ, в котором находятся структурные органеллы клетки: рибосомы, митохондрии, лизосомы, тельца Гольджи и др.

Рибосомы являются своеобразными химическими лабораториями синтеза белков и ферментов. По современным представлениям, синтез белков осуществляется в рибосомах (полирибосомах) из аминокислот при участии различных видов РНК. В рибосомах имеется р- РНК (рибосомная РНК), которая создает условия для синтеза. В цитоплазме находится т-РНК (матричная, или информационная, РНК), которая содержит полученную от ДНК и закодированную азотистыми основаниями информацию о последовательности аминокислот. В цитоплазме же содержится т-РНК (транспортная РНК), являющаяся «подносчиком» соответствующих аминокислот к рибосамам.

Митохондрии играют роль «энергоустановок», где осуществляются окислительные процессы и окислительное фосфорилирование, то есть образование высокоэнергетичных соединений (АТФ и др.), обеспечивающих организм необходимой энергией.

Лизосомы - это образования, богатые гидролитическими и протеолитическими ферментами, расщепляющими белки, жиры, углеводы.

С точки зрения молекулярной патологии и конечного биологического эффекта в действии химических токсических веществ необходимо различать:

- непосредственное общетоксическое действие яда на биоструктуры и физиологические функции макроорганизма, ведущее к нарушению определенных жизненных функций и отравлению организма;

- Токсико-генетическое действие (цитогенетическое), ведущее к нарушениям генетического аппарата соматических и половых клеток, размножения клеток, формирования тканей и органов. Цитогенетическое действие проявляется не только на данные клетки и организм, но и на последующие поколения клеток и организмов.

Цитогенетическое действие может проявляться генетическими нарушениями соматических клеток: нарушения митозов, синтеза белков и ферментов, нарушения иммунитета, злокачественное перерождение клеток (бластомогенное действие), нарушение развития эмбриона и плода (тератогенное действие). Цитогенетические изменения половых клеток могут стать причиной наследственных изменений в последую щих поколениях организма.

В настоящее время можно считать установленным, что цитогенетические нарушения вызываются, главным образом, действием химических веществ на элементы ядра - ДНК и хромосомы, а не действием на элементы цитоплазмы.

Мутагенное действие. Действие на ядро и ДНК является причиной различных хромосомных мутаций. Мутации могут быть генные (точковые), обычно связанные с действием яда на азотистые основания, и хромосомные аберрации, связанные с разрывами хромосом и неправильными склейками их (делеции, инверсии, транслокации и др.). Причем в организме мутагенные вещества в наибольшей степени проявляют свое действие в отношении тех тканей, в которых происходит усиленное размножение клеток (кроветворная ткань, желудочно- кишечный тракт и т.д.). Имеется некоторое сходство с действием ионизирующей радиации,также оказывающей мутагенное действие на недифференцированные размножающиеся клетки и ткани организма.

Известно большое количество химических мутагенных веществ.

Многие химические токсические вещества оказывают тератогенное действие на эмбрион и плод у беременных женщин. Широкую известность получила трагедия с талидомидом. Известные десятки лекарственных веществ, оказывающих тератогенное действие на беременных женщин (все алкилирующие агенты, аминазин, аминоптерин, б-меркаптопурин, толбутамид, актиномицин, колхицин и др.)

К бластомогенным (канцерогенным) веществам относятся полициклические углеводороды (3-4-бензпирен и др.), ароматические амины и анилиновые красители, иприты, некоторые неорганические соединения (хрома, никеля, селена) и др. Причем тератогенное и бластомогенное действие проявляется при таких малых, но длительно применяющихся (или даже при однократном применении) дозах, которые не вызывают клинических признаков отравления организма. Механизмы их действия еще недостаточно изучены, но, очевидно, они, как и все мутагенные вещества, вызывают генетические нарушения клеточного ядра, синтеза РНК и морфогенных ферментных систем.

Tоксикодинамика — раздел токсикологи, в рамках которого изучается и рассматривается механизм токсического действия, закономерности развития и проявления различных форм токсического процесса. ~1

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: