Қоршаған ортадағы мутагендер

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

ЛЕКЦИЯЛАРДЫҢ ҚЫСҚАША МАЗМҰНЫ
Қоршаған ортаның мутагенді және канцерогендік факторлары пәні бойынша
("Молекулалық биология және генетика" кафедрасы, профессор Бигалиев А.Б.)

1 Тақырып. Қоршаған ортаның экологиялық қауіпті факторлары
Қоршаған ортаның тірі организмдердің тұқымқуалау құрылымдарына зақым тигізе алатын физикалық және химиялық факторлармен ластану мәселесінің өршуінің салдарынан олардың генетикалық әсерін зерттеуге деген қызығушылық артып отыр. Осы факторлардың көпшілігі адамның шаруашылық әрекетінің өнімі болып табылады, кейбірі табиғатта кездеседі. Экологиялық қауіпті факторлар экожүйедегі сапалық және сандық өзгерістерге, популяциялардың тіршілікке қабілеттілігі мен адаптациясына, жеке даралардың көбеюі, өсуі, құлқы мен тірі қалуына әсер ететін өзгерістерге әкеледі. Осыған орай қоршаған ортаның антропогенді факторларының потенциалды қауіптілігін іздеу, зерттеу және оған талдау жүргізу ерекше өзектілікке ие болып отыр
Табиғатты ластаушылардың ішінде химиялық ластаушылар ерекше қауіптілік туғызады. Қазіргі кезде Chemical Abstract Services мәліметтер жинағында көпшілігі өмірдің түрлі сфераларында қолданыс тауып жүрген және адам үнемі пайдаланатын 8 млн. әртүрлі химиялық қосылыстар туралы мәлімет жинақталған. Химиялық ластаушылардың барлығы дерлік қоршаған ортаның потенциалды қауіпті факторы болып табылады. Олар тіршіліктің барлық деңгейлеріне жағымсыз әсер ете алады - улы, мутагенді және канцерогенді.
Экологиялық қауіпті факторлардың классификациясы. Экологиялық қауіпті факторлардың (ЭКФ) 5 негізгі тобын ажыратады:
1.Химиялық экологиялық қауіпті факторлар. Олардың ішінде ең кең тарағандары ауыр металдар, диоксиндер мен диоксин тәрізді қосылыстар, ДДТ және басқа пестицидтер; нитрит, нитраттар және нитро - зо - қосылыстар; асбест және басқа минералды талшықтар; полициклдық ароматтық көмірсулар.
2. Физикалық экологиялық қауіпті факторлар. Ең кең тарағандары радиация и радионуклидтер; радио - жиі - ліктер, микротолқындар и магниттік өрістер; шу, ультракүлгін және температура.
Радиоактивті ластану. Қоршаған ортаның радиациялық және радиоактивті ластануының негізгі көзі болып атом электр станцияларындағы (АЭС) ядролық құрылғылардағы техногенді авариялар болып табылады. Ортаның радиоактивті ластануының басқа көзі - ядролық сынақтар. Ядролық қарудың жарылуының салдарынан жердің ландшафты және жер бедері өзгереді. Ең қауіптісі ауаның радиоактивті ластануы. Әлемдік мұхиттың радиоактивті ластануы да қауіп туғызады. Атомдық су асты қайықтары да қоршаған ортаның радиоактивті ластануының көзі борлып келеді.
Радиожиіліктер, микротолқындар және магнит өрісі. Электромагниттік спектр құрамына электромагниттік өріс (жиілік диапазоны 100 кГц - 300 ГГц), радиожиіліктер (100 кГц - 300 МГц) және микротолқындар (300 МГц-тен 300 ГГц-ке дейін) кіреді. Жиілік облысы келесі диапазонға бөлінеді: жоғарғы жиілік, ұзын, орташа және қысқа толқындар (100 Гц - 30 МГц), ультражоғары жиіліктер (ультрақысқа толқындар - 30-300 МГц) және өте жоғары жиіліктер (микротолқындар - 300 МГц - 300 ГГц). Табиғи жағдайда пайда болған микротолқындық және радиожиіліктік сәлеленудің қарқындылығ ы төмен жәнеол тек атмосфералық электрліктің арқасында болады. Жасанды радиожиіліктік және микротолқындық сәулелену салыстырмалы түрде алғанда кейінгікезде пайда болған экологиялық фактор қатарын жатады. Оның мәні табиғи сәулеленуден бірнеше есе артады.
Шексіз тыбыстың әсері. Серпімді ортадағы (ауа, су және т.б.) бөлшектердің көлденең толқындар түрінде таралатын механикалық тербелісті дыбыс деп атайды. Дыбыстың инфрадыбыс (1-16 Гц), орташа (16-20000 Гц) және жоғары (ультрадыбыс) тербелістерін (20000 Гц-тен жоғары) ажыратады. Дыбыс күшінің шкаласы дыбыстың берілген мөлшерінің естудің табалдырығына логарифмдік қатынасымен есептеледеі және белмен өлшенеді (көп жағдайда децибелмен-дБ). Адам құлағы еститін дыбыс есту табалдырығы мен ауру туғызатын дыбыс аралығы 130 дБ құрайды. Қазіргі кезде шумен ластану қоршаған ортаның ластануының өзекті мәселелерінің біріне айналды. Шудың негізгі көзі - автомобиль көлігі, өнеркәсіп орындары. Шудың ең жоғары мөлшері қала көшелерінде белгіленген. Австриялық зертеушілердің мәліметі бойынша, мөлшерден артық шу өмір ұзақтығын 8-12 жасқа қысқартады
Жарықтың сәулелі факторлары, ультракүлгін. Маңызды абиотикалық факторлардың бірі - жарық режимі. Жарық режимі түрлі организмдердің мекен етуінде маңызды орын алады. Жарықпен ластану табиғи жарық фонының деңгейінің периодты немесе ұзақ уақыт бойы жоғары болуының нәтижесінде болатын қоршаған ортаға деген әсердің физикалық түрі. Ол көп жағдайда жасанды жарықтану көздерін пайдаланудан болады.
Температура және жылу факторлары. Тірі организмдердің қалыпты тіршілік етуін қамтамасыз ететін абиотикалық факторларының бірі - қоршаған ортаның температурасы. Температураның фотосинтез, зат алмасу, қозғалу белсенділігі, кобеюге деген әсері жақсы байқалады. Отынды жағудан пайда болатын, тікелей мақсатымен пайдаланылмайтын және ауа мен суға түсетін жылуды жылумен ластану деп атайды. Қоршаған орта температурасының айтарлықтай емес жоғарылауы жұмыртқалардың және уылдырықтың ерте жетілуіне бірақ тағамның жетіспеушілігінің салдарынан өлімнің көбеюіне әкелетіні белгілі. Жылумен ластану экожүйенің қарапайымдалуына жәнебиоалуантүрліліктің төмендеуіне әкеледі.
3. Биологиялық қауіпті факторлар. Биологиялық ЭҚФ көзі болып тірі организмдер мен олардың өнімдері болып табылады. Биологиялық ластану деп табиғи экожүйеге оның қауымдастығына тән емес тірі организмдерді антропогендік шаруашылықтың нәтижесінде енгізу және биогендерді олардың оған дейін кездепеген территория меннемес акваторияларда таратуды түсінеді.
4. Механикалық қауіпті факторлар. Ластаушылардың бұл түріне қатты тұрмыстық және улы қалдықтарды, сонымен қатар ғарыштық "қоқысты" жатқызады. Қатты, сұйық және гаөтәрізді қалдықтарды тұрмыстық, ауылшаруашылық, құрылыстық, өндірістік тұтынушылық және өнеркәсіптік болып бөлінеді. Бұл механикалық фактордың экологиялық зардаптарына тек қана оба немесе холера сияқты ауруларды туғызуға жағдай туғызумен қоса, екіншілік ластаушыларға айналу болып табылады. Қауіпті улы және геноулы қосылыстар шығуы және жер асты суларды ластауы мүмкін. Өңделмеген қалдықтар арқылы өте отырып, су құрамында шіріп жатқан органикалық қосылыстары, түрлі бояғыштар, детергенттер, ауыр металдар бар улы филь - трат түзеді. Тікелей ішетін су арқылы немесе қоректік тізбек арқылы олар адам организміне түсіп, түрлі ауруларға әкеле алады. Механикалық экологиялық қауіпті факторлардың тағы бір түрі - биогаздың түзілуі.
5. Кешенді экологиялық қауіпті факторлар. Кешенді экологиялық қауіпті факторлар көпжақты әсер етуімен ерекшеленеді. Түрлі ластаушылар қоршағанортада жекелей емес кешенді түрде әсер ететіндігі белгілі. Сондықтан олардың синергетикалық немесе тіпті аддитивтік қасиеттері байқалады. Оларға мысал: мыңдаған көлдер мен ормандағы тіршілікті жойған қышқыл жаңбырлар; шөлденуге әкелетін жылыжайлық әсер; ультракүлгін сәуленің мөлшерін көбейтетін және тіршілікке өте қауіпті озон қабатының жұқаруы.

2 тақырып. Қоршаған ортадағы мутагендер.
Мутагендер -- тірі организмнің тұқым қуалау қасиеттерін (генотип) өзгертетін физикалық және химиялық факторлар. Мутагендер физикалық (рентген және гамма-сәулелер, радионуклидтер, протондар, нейтрондар т.б.), физико-химиялық (асбест), химиялық (пестицидтер, минералдық тыңайтқыштар, ауыр металдар), биологиялық (кейбір вирустар мен бактериялар). Өзінің тарихы нәтижесінде адамзат генетикалық салдары бар аурулардан көрініс табатын генетикалық жүк жинақтады. Қазіргі және келешек адамдардың ұрпақтарының денсаулығы өткен адамзаттың жинақтаған генетикалық жүгіне байланысты.
Қазіргі кезде 2 мыңға жуық геномның локустарының тек бір бөлігін қамтитын генетикалық дефектілер белгілі. Бір ұрпақта 1 гендік мутациядан (геномда) артық пайда болмайды деп саналса, олардың жиілігі (ұрпақ бойы бір локус үшін) жалпы алғанда аз және популяцияға айтарлықтай заөым келтірмейді. Сонымен қоса, мутациялардың орташа алғанда төрттен бірі табиғи радиация салдарынан болады. Организмде кішігірім биохимиялық аномалия туғызатын гендік мутациялар жиірек болады. Қоршаған ортаның мутагендермен ластануының гендік зардабы жаңадан пайда болған мутациялар эволюциялық тұрғыдан "өңделмеген", сондықтан кез-келген организмнің тіршілік қабілетіне кері әсер етеді. Егер жыныс клеткаларының зақымдалуы мутантты гендері бар организмдер санын арттырса, соматикалық клеткалардың мутациялары ісік ауруына шалдыққан клеткалардың санын арттырады. Адам популяциясының өсіп отырған биосфераның мутагенді фак - тор - лармен ластануына адаптациясы мүмкін емес. Ірі хромосомалық бұзылуларға қарағанда, ұрпақ бойы жинақталуға қабілеті бар нүктелік мутациялар популяцияда қиындықпен табылады. Осындай мутацияларды табу келешек ұрпақтағы генетикалық жүктің айқындалуына жауапты болғандықтан маңызды болып табылады. Ең алдымен түрлі ластаушыларды сезімтал биологиялық тест-жүйелерде бағалау қажет, егер олардың адамға деген зардабы дәлелденсе, оларға қарсы күрес шараларын қолға алу қажет.
Скринигтеу міндеттері қалыптасуда - ластаушы мутагендерді табу және олардың қоршаған ортаға түсуін қадағалайтын заң қалыптастыру үшін себу. Осылайша, ластанудың генетикалық зардаптарының екі мін - деті бар: ортаның түрлі факторларын мутагендік қасиетке зерттеу және популяцияға мониторинг жасау.
Хромосоманың біртұтастығының сақталуы олардың қалыпты қызмет етуінің негізі болып табылады. ДНК құрылымындағы кезкелген өзгерістер қате транскрипцияға әкелуі мүмкін. Ал оның үзілуі клетканың өліміне әкелуі мүмкін. Түрлі сыртқы орта әсерлері әртүрлі хромосомдық бұзылуларға әкелуі мүмкін. Хромосомалық бұзылулар көптұрлі болуы мүмкін: нуклеотидтік өзгерістерден ірі құрылымдық өзгерістерге дейін.
Радиациялық мутагенез. Хромосомалық бұзылуларға әкелетін әсерлердің ішінде бірінші орында радиация (рентген сәулелері, γ-сәулелер, ультракүлгін сәулелер). Алайда олар химиялық қосылыстардың әсерінен де жоғары жиілікпен түзіледі.
Химиялық мутагенез. Химиялық мутагенез салыстырмалы түрде улы емес заттардың мутацияларды тудыра алатыны белгіліболған соң ХХ ғасырдың 60 жж бастап зерттеушілердің көңілін аударта бастады. Улы емес және онша улы емес қосылыстардың мутагендік қасиеттері кешігіп, яғни генетикалық бұзылулар түзілген соң көрінетіндігі белгілі болды. Қоршаған ортаны ластаушылардың ішінде ауылшаруышылығында кең таралғанпестицидтер жатады. Көптеген зерттеулер адамның қолданып жүрген пестицидтерінің көбісі улы, тератогенді және мутагенді әсері, химиялық және биологиялық ыдырауға тұрақты екендігін көрсетті. Тірі орга - низмдерге полициклді ароматты көмірсулар (ПАК) да қауіпті екендігін көрсетті. Шикі мұнайда олар көп мөлшерде кездесетіндіктен, шикі мұнайды өндіру мен тасымалдау кезінде қоршаған ортаның ластануы өзекті мәселе. Көптеген организмдер ПАК аккумуляциялай алатындықтан, олармен тағам өнімдерінің ластануы әбден мүмкін. Тағам өнімдері арқылы олар адам организміне түсуі мүмкін. Кейбір зерттеушілер ПАК-тың кацероген - дік және мутагендік әсерін көрсеткен. ҚО-ның кең тараған ластаушыларына ауыр металдар жатады. өнеркәсіптің басқа қалдықтарына қарағанда ауыр металдармен ластану ең кең тараған ластаушы зат болып табылады. ҚО-ны ластаушылардың ішінде азотқосылыстары да аса қауіпті: азот тотықтары, нитраттар, нитриттер, нитрозаминдер. Олардың мутагендік, канцерогендік қасиеттері түрлі тест-жүйелердекөрсетілген. Қоршаған ортада кең тараған ластаушылардың бірі-азот қышқылының тұзы (нитраттар). Олар биохимиялық реакциялардың әсерінен нитриттерге айналады, екіншілік аминдермен әсерлесе отырып, нитрозаминдер береді. Соңғы кездері қоршаған ортаның ғарыш отынымен ластануы орын алуда.
Биологиялық табиғаты бар мутагендер. Физикалық және химиялық мутагендерден басқа ҚО-да био - логиялық мутагендер де кездеседі. Вирустардың клетканы жұқтырған кезінде гендер мен хромосомаларға әсері бұрыннан бері белгілі болғанымен де мутагендердің ішінде бұл түр ең аз зерттелген. Хромосомалық аберрацияларды вирустар, мысалы, желік, қызылша, эпидемиялық паротит туғызатын вирустар туғызуы мүмкін.

3 тақырып. Радиоактивті ластану және радиациялық мутагенез мәселелері.
Радиацияның табиғи популяциялар мен қауымдастықтарға генетикалық әсері өте өзекті мәселе. Бұл ең алдымен табиғи қауымдастықтардың ядролық сынақ өткізген жерлерде және атомдық өнеркәсіптегі авариялар болған жерлерде сәулеленудің болуымен байланысты. Бұл сұрақтардың дамуы ядролық отынды өндіру, өңдеу, пайдалану және сақтаудың дамуымен байланысты. Иондаушы сәулеленудің популяцияға әсерін қоршаған ортада радиоактивті элементтердің экологиялық нормалануы үшін қажет. Мысалы, Семей полигонының территориясындағы бірқатар аймақтар генетикалық салдарды туғызуға қабілетті радиацияға ұшыраған. Дегенмен де, Семей полигонында тіршілік ететін популяцияларға радиацияның созылмалы әчері әлі толық зерттелмеген жоқ. Ядролық жарылыстардың салдарын зерттеудің қажеттігі қарапайымдардан адамдарға дейін түрлі организмдерді біріктіретін тест-жүйелерді, соның ішінде молекулалық-генетикалық деңгейден популяциялық және биоценологиялық деңгейді біріктіретін мониторинг жүйесін құруды қажет етеді.
Жер бетінде иондаушы сәулелердің ең кең тараған түрлеріне α- және β-бөлшектер, γ-кванттар, рентген сәулелер, нейтрондар и ғарыш сәулелері. Сәулеленудің бұл түрлері атомдар, молекулалар немесе молекулалардың бөлшектерін электрлі зарядталған бөлшектерге - иондарғаайналдырады, яғни оларды иондайды. Ионизация нәтижесінде электрлі бейтарап атомдарға немесе молекулаларға электр заряды қосылады (+ заряд) немесе алынады (- заряд). Иондаушы сәулеленудің радиобиологиялық әсері - тірі организмде молекулалық, молекулалық үсті, биоқұрылымдық, физиологиялық және генетикалық деңгейлерде өтетін өзара байланысқан және өзара тәуелді өзгерістердің нәтижесі. Сәулеленудің әсерімен байланысты өзгерістер радиацияның биосубстратқа тікелей әсерімен немесе радиолиз өнімдерімен реакция арқылы жүреді. Иондаушы сәулеленудің мутагенді әсерінің маңызды факты болып мутация жиілігінің радиация мөлшеріне тәуелділігі болып табылады. Ең алғаш рет бұл туралы 1930 ж H.J. Muller. А айтқан болатын, ал A.S. Serebrovsky мен N.P. Dubinin 57, оны өздерінің дрозофиламен жүргізген тәжірибелерінде дәлелдеп, Меллердің айтқан радиациялық мутацияның сәулеленудің мөлшеріне пропорияоналдығын растады. Осы мәліметтер бойынша мутацияға бірліктік оқиға себеп болады. Олардың саны сәулеленудің мөлшері артқан сайын арта береді. Кейінірек үлкен тәжірибелік материалда мутация пайда болуының жиілігі сәулелену мөлшерімен сызықтық тәуелділікте екендігі көрсетілді. Мысалы, дрозофиламен жүргізген тәжірибелерде W.P. Spenser және Stern 167000 хромосом мен жыныспен тіркескен рецессивті леталды факторларды зерттеді. 25-50 Р мөлшерде дрозофиланың ересек аталықтарын рентген сәулелерімен әсер еткенде 50 Р мөлшерде мутация жылдамдығы бақылаумен салыстырғанда екі еселенетіні, яғни сәулеленудің мутациялық әсері тіпті төмен мөлшерде де байқалатыны көрсетілді. Сәулеленген дрозофила популяцияларының генетикасына қатысты жұмыстарды B. Wallace жүргізді. Радиациялық генетика бойынша қосқанаттыларға жүргізілген тәжірибелердің көпшілігі лабораториялық жағдайда жасанды популяцияларда жүргізілді. Бұл моделді тәжірибелердің мәні өте маңызды. Алайда табиғи радиацияның популяцияның қалыптасқан генетикалық жүйесіне әсерін зерттеу қызығушылық туғызады. Алғаш рет осындай тәжірибелерді W.S. Stone, F.D. Wilson Маршалл аралдарында тіршілік ететін Drosophila табиғи популяциясындағы термоядролық жарылыстардың салдарын зерттегенде жүргізді. АҚШ-тағы ең алғашқы термоядролық жарылыс 1954 ж, екіншісі - 1956 ж болды. Бикини аралында популяциялар тікелей сәулеленуге, кейінннен радиоактивті жауын-шашынның әсеріне дұшар болды. Басқа аралдарда (Ронгелан, Ронгерик, Маджуро) генетикалық әсерге тек радиоактивті жауын-шашындар себеп болды. Популяцияларды 1955 - 1957 жж Маршалл аралдарының төртеуінде жүргізді, ал 1956-1957жж.. Понапеде (Каромен аралдары) жүргізді. Барлық зерттелген популяциялар үшін тұқымқуалаушылық құрылымдарының айтарлықтай зақымдалғаны анықталды. Сәулеленген популяциялардағы леталдардың концентрациясы 72,7 - 95,7% құрады.
Радиацияның хирономидтердің табиғи популяцияларына әсеріне алғашқы болып B.G. Blaylock жұмыс істеді. Ол лабораториялардың радиоактивті қалдықтары тасталатын атақты Уайт-Ок-Крикте жэұмыс істеді. Ол Chironomus sp. (Блейлок бұл түрді қателесіп Cаmptochironomus tentans деп анықтаған) популяциясында өзеннің жоғарғы бөлігіндегі таза популяциямен салыстырғанда 10 жаңа инверттелген нуклеотидтердің тізбектелуі тапты. Осы жағдайда дернәсілдің абсорбциялық мөлшері 230 раджыл құрады, бұл табиғи деңгейден 1000 еседей көп. Бақылаулар 5 жыл бойы жүргізілді. Автордың жалпы қорытындысы - созылмалы сәулелену популяциядажаңа инверсиялардың пайда болу жиілігне әсер етеді, алайда оған дейін болған инверсиялардың жиілігіне әсер етпейді. Н.П. Дубинин "өсімдіктер мен жануарлардың тарихи қалыптасқан тұқымқуалау өзгергіштігі және бактериялар мен вирустардың гентикалық мезханизмдері ортада радиацияның жоғары мөлшері сияқты мықты факторлардың пайда болуына жауап ретінде популяция мен түрлерді эволюциялық тұрғыдан түрлендіре алады. Радиацияның әсері күрделі, себебі ол түрлердің тіршілік етіп ортасында сұрыптау факторы ретінде бола отырып, гендер мен хромосомалардың мутациялануының жиілігін жоғарылататын фактор ретінде жағымсыз әсер етеді. ".

4 тақырып. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануы және олардың мутациялық және канцерогендік әсері.
Ауыр металдар өте кең тараған және олардың мөлшері кейбір жерлерде үнемі артуда, тіпті организмдерге қауіпті мөлшері бар жерлер де кездеседі. Ауыр металдардың иондары клеткаларға еніп, хромосомалардың құрылымдық ұйымдастырылуына әсер етеді және геномның деградациясына әсер етеді. Әлсіз мутаген бола отырып, басқа агенттердің мутагенділігін арттырады. Ауыр металдардың мутагендік әсерінің механизмдері әлі толық белгілі емес. Көптеген зерттеушілер олардың ДНК-ға әсері тікелей емес жанама болады деп санайды. Көптеген ауыр металдар мутагенді және канцерогенді әсері бар. Мысалы, кадмий РНҚ синтезінің деңгейін төмендетеді, in vitro жағдайында ДНҚ-ның синтезделуін бұзады. Хлорлы Cd адам мен тышқан эмбриондарының ДНҚ-сының деградациясын интерферон синтезін төмендету арқылы иницияциялайды. Сонымен қатар Cd нуклеин қышқылдарымен әсерлесе отырып немесе олардың синтезіне әсер ете отырып олардың метаболизмін өзгертеді. Cd организмнің ферменттік жүйесіне ерекше түрде әсер етеді, және сол арқылы организмніңгендік аппаратына зақым келтіреді деп саналады. Бұл металдың мутагендік әсері ДНҚ негіздерін тікелей өзгертуінде. Бұл негіздер клетканың бөлінуі кезінде жұп құрғанда қателіктер болады. Қоршаған ортада ауыр металдармен болатын тікелей байланысты төмендету мүмкін емес болғандықтан, олардың мутагендік әсерінен қорғайтын және гендік аппараттың оларға деген төзімділігін арттыратын құралдарды табу мәселесі туындауда. В связи с невозможностью полного устранения контакта с ТМ в окружающей среде встала проблема. Осындай қосылыстар негізінен қалыпты метаболизмга қатысатын және адам айналасында үнемі болатын қосылыстардан ізделді. Соңғы кезде табиғи антимутагендерге және олардың метаболиттеріне аса көп көңіл бөлініп жүр. Осындай қосылыстарға витаминдер, пигменттер, аминқышқыл - дары, фенолдар мен полифенолдар жатады. Бұлардың барлығы түрлі концентрацияларда өсімдік шикізатында, көкөністе, жемістерде, шөптерде кездеседі.
Қоршаған ортаның ауыр металдар қосыластармен ластануы. Қоршаған ортаға ауыр металдардың көздерін шартты түрде екіге: табиғи және техногенді деп бөледі. Табиғи - тау жыныстарының және минералдардың үгілілуі, эрозия, вулкандық жарылыстар. Техногендік - пайдалы кен байлықтарды өндіружәне өңдеу, отынды, ең алдымен тас көмірді жағу. Ауыр металдардың тоыпраққа түсуі негізіненминералды тыңай - - қыштарды пайдалану, өнеркәсіптік және тұрмыстық шайынды суларының тұнбасы болып табылады. Техногенді ауыр металдар қоршаған ортаға түрлі қосылыстар ретінде түседі. Олардың 95% жуығы техногенді шаң ретінде түседі. Олар атмосферада жоғары дисперсияланған өлшері 1 мкм болатын аэрозольдермен байланысқан. Ауыр металдардың техногенді көздерден түсуі адамның шаруашылық әрекетінің масштабының өсу - іне байланысты жоғарылауда. Түрлі экожүйелерге деген техногенді жүк те артуда. Техногенді шығары - лымдардың біразы айтарлықтай қашықтыққа тасымалданып, биосфераның ғаламдық ластануына әкеледі. Ауыр металдардың бір бөлігі гидрохимиялық шайынды ретінде ағынсыз суқоймаларға түседі де, тұнба ретінде жинақтала береді. Ауыр металдардың негізгі массасын ауыр өнеркәсіп маңындағы топырақ жинақтайды. Олар жоғарғы гумустық қабатта жинақталады. Оның мөлшері қалыпты деңгейден жүздеген-мыңдаған есе жоғары болуы мүмкін. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануының көздері болып ауыр және түсті металдард өндіруден басқа, таскөмірді жағу, минералды тыңайтқыштарды, бояғыштарды, пластмассаны, аккумулятор - ларды өндіру және осы өндірістердің шайынды сулары, тау-металл комбинаттары, мұнай өндіруші және өңдеуші өнеркәсіп болып келеді.
Қоршаған ортаға түсетін ауыр металдардың көздерін екі топқа бөлуге болады:
* Ауыр металдарды өндіретін немесе пайдаланатын өнеркәсіп кешендерінен шығатын жергілікті шығарылымдар;
* Жер бетінде диффуздық түрде таралғанауыр металдардың көздері, жылу энергетикалық құрылғылар мен мотордан бастап, минералды тыңайтқыштар мен темекі буына дейін.
Ауыр металдардың қоршаған ортаға көптен түсуінің нәтижесінде олардың тірі организмдерге тигізетін жағымсыз әсері мәселесі туындап отыр. Улылығы және қоректік тізбектерде жинақталуы жағынан олардың оннан астамы биосфераның проритетті ластаушыларының қатарына жатады.олардың ішінде - сынап, кадмий және қорғасын аса қауіпті.
Ауыр металдардың тірі организмдерге улы әсері. Ауыр металдарды улылығы жағынан жоғары, орташа, шамалы улы деп бөледі. Кадмий өте жоғары улы қосылыс болып есептеледі. Ол ашық және созылмалы әсер тудыра алады. Кадмийдің микромөлшерде тірі организмдерге керек екендігі және биологиялық процестердің стимуляторы ретінде болатындығы белгілі.
Ауыр металдардың адам мен жануарларға улылығының көрсеткіштері болып физиологиялық параметрлердің, бұзылуы, дамудың артта қалуы, денсаулықтың нашарлауы, ойлау, көбею қабілеттерінің төмендігі, өлімнің артуы, ісік ауруларының пайда болуы, түрлі деңгейде - организмдік, клеткалық, субклеткалық деңгейлерде созылмалы аурулардың болуы табылады. Отандық ғалымдардың айтуы бойынша аталған үш металдың әсер ету механизмдері - олар тікелей митохондрияның мембранасына әсер ете отырып, оның ішкі жағында орналасқан цитохромоксидазаны босатады, немесе лизосомаларды бұзылуы салдарынан мито - хондриялардың мембранасын бұзылуы.
Ауыр металдардың мутагенді және канцепргендік әсері, кадмийдің мысалында. Ауыр металдарға деген қызығушылық олардың улылығы мен канцерогендік әсерімен қоса мутагендік әсерінің болуында. Бұл ауыр металдардың қоршаған ортада болуына аса көңіл бөлуді түсіндіреді. Өсімдік организмдерінде ауыр металдардың - кадмий, қорғасын, никель, алюминий, мыс және мырыштың фитотоксинділігімен қоса айқын білінетін цитогенетикалық әсер де байқалды. Шетел авторлары кадмийдің оның әсерін дұшар болған 40 жұмысшыға (негізгі топ), және бақылаудың 40 адамына әсерін хромосомалық аберрация мен сестринские хроматидтік алмасуларды тіркеу арқылы және кадмийдің қан мен зәрдегі мөлшерін анықтау арқылы зерттеді. Негізгі топтағыхромосомалық аберрациялар темекі шегуге, оның қан мен зәрдегі мөлшеріне байланыссыз кездесті. Хромосомалық аберрациялар кадмийдің мутагендік әсерінің ерте көрсеткіші екені көрсетілді. Кейбір металлургиялық зауыттарда ауыр металдармен көп әсерлесетін жұмысшылардың лимфоциттерінде хромосомалық аберрациялар деңгейі жоғары екендігі көрсетілді. Кадмий тұздарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болу ісік ауруларына, соның ішінде өкпе ісігіне әкелетіні белгілі. Мысалы, темекі шеккен кезде өкпе ісігінің пайда болуы белгілі мөлшерде кадмий тұздарының болуымен байланысты кадмийдің классикалық мутагендердің әсерін жоғарылататындығы белгілі, яғни комутагендік әсері бар. Комутагендер мутациялақ процестің түрлі кезеңд - ерінде әсер етеді. Металл иондарының комутагендік әсері тікелей мутаген туғызған ДНҚ-ның бұзылуының репарациясын тежеуімен байланысты. Комутагендік факторлардың көпшілігі клетканың репарациялық жүйе - сіне әсер ете отырып өзінің әсерін жүргізеді.

5 тақырып. Қоршаған ортаның пестицидтермен ластануы, олардың мутагендік және канцепргендік әсері
Көптеген әдеби мәліметтер ауылшаруашылығында қолданылып жүрген пестицидтер мутаген ретінде әсер ететіндігін көрсетті. Олар цитотоксинді және генетикалық жағымсыз әсер етеді. Токсикологтардың айтуынша пестицидтердің көпшілігі азық-түлік құрамында бар, және Әлемдікденсаулық сақтау ұйымының мәліметі бойынша олармен жылына 1% уланады. Пестицидтер топырақта ұзақ уақыт бойы сақталуы мүмкін. Миграциялай отырып, олар жерүсті және жерасты суларын ластайды. Пестицидтердің әсерінің нәтижесінде агро- және биоценоздарағы популяцияның құрамы бұзылады, табиғи жыртқыштардың және зиянкестердің паразиттері жойылады, жағымды фаунаға жағымсыз әсер, зиянкес жануарлардың пестицидке төзімді түрлерінің пайда болуы, өнім сапасының өзгеруі, тірі организмдердің генетикалық аппаратына жағымсыз әсер байқалады.
Қоршаған ортаның химиялық қосылыстармен ластануы популяцияның, соның ішінде адамның мутациялық фоны күрт өсуі мүмкіндігін көрсетеді. Алайда әлі күнге дейін популяцияның мутациялануының деңгейін дұ - рыс баға беру қойылмаған.
Бірге әсер ететін химиялық қосылыстардың иондаушы сәлелерге қарағанда генетикалық зардабы әлдеқайда жоғары екендігі белгілі. Сондықтан қосылысты қолдануға жіберер алдында оның қауіптілігін жжан-жақты зерттеу қажет. 2001 жылы Женевадаөткен ауылшаруашылығындағы қауіпсіздік пен еңбек гигиенасының 89-шы конференциясындаауылшаруашылығында қолданылатын химиялық заттарды импорттау, классификациялау және штампілеугі қатысты сәйкесінше ұлттық жүйені құру қажеттігі;оларды шектеу және оларға тыйым салу;адам қауіпсіздігі және денаулығы мен қоршаған ортаға деген зардабын шектеу туралы үкім қабылданды.
Пестицидтердің қысқаша классификациясы және сипаттамасы. Пестицидтер (латынның pest - жұқпа және zido - өлтіремін) - ауылшаруашылық дақылдарының зиянкестерімен, ауруларымен және арамшөппен күресуге арналған түрлі қосылыстарды біріктіретін жинақтаушы термин. Пестицидтер химиялық құрамы, қолданылатын объектілері, организмге ену жолдары бойынша классификацияланады.
Әлемдегі және Қазақстандағы пестицидпен байланысты мәселелер. Пестицидтер - ауылшаруашылығық өнімін арттыруға көмектесетін бірден-бір химиялық қосылыс. Биологиялық тәсілдер химиялық қосылыстарға қарағанда өзінің тиімділігі жағынан нашарлау. Сондықтан пестицидтерді қолдануы алдағы уақытта әлі жалғаса береді. Алайда улы химикаттармен жұмыс істегенде оларды дұрыс пайдалану ережелері сақталмайды. Бұл олардың табиғи компоненттерде жинақталуына, улануға әкеледі. Бұл олардың нарыққа түсетін тағам өнімдерінде жинақталуына әкеледі
Пестицидтер ьасқа антропогенді факторларға қарағанда биосфераға әдейі енгізіледі және оның қолдану масштабы үнемі өсуде. Пестицидтер биосфераны ластаушылардың бірінші ондығына кіреді. Жыл сайын пестицидтердің ассортименті және мөлшері жоғарылауда. ЕРА халықаралық агенттігі тірі организмдерді аурудан, зиянкестерден және арамшөптерден сақтайтын 23400-ден астам пестицид тіркеді. Қазақстан мен ТМД елдерінде соңғы 30-50 жылда пестицидтің 700 түрі практикалық қолданыста болды. Олар түрлі химиялық кластарға жатады. Қазақстан пестицидтің 230-дан астам түрін шетелден әкеледі. Қоймалардың сыйымдығы онда сақталатын пестицидтерге сай емес. Республикамызда пестицидтер сақталатын 1884 қойма бар, олардың типтіктері - 563, авариялық жағдайда - 411. қоймалардың саныжыл сайын кемуде, ал авариялық жағдайдағы қоймалар саны артуда (Семей, Павлодар, Жамбыл облыстарында - 45%-ға дейін). 2001 жылы республикамызда пестицидтерді қайта инвентаризациялау кезінде 1 миллионнан тоннадан астам қауіпті пестицидтер қалдығы табылды.
Пестицидтердің генотоксиндігі. Пестицидтерге жүргізілетін генетикалық-гигиеналық зерттеулердің ішінде ең дамығаны олардың генетикалық белсенділігін тест-жүйелерде жүргізу болып табылады. М.А.Пилинскаяның мәліметі бойынша 400-ден астам пестицидтер мутаген екен. Бұл ауылшаруашылығында қолданылатын пестицидтердің 67,8%-ін құрайды. Пестицидтердің қазіргі кезде қолданылып жүрген және тый - ым салынған түрлерінің генотоксинділіг көрсетілді.
Пестицидтерді қарқынды пайдаланатын ауылшаруашылық аймақтарында тұқымқуалау бұзылуларының күрт өсуі болатындығы айдай анық. Пестицидтерді қолданудан бас тартудан соң әлемде адамның генофондына деген пестицидтік жүктің салдары үлкен маңызға ие болады. Хромосомалық бұзылулардың жоғары жиілігі көптеген аймақтарда тіркелген - Украинадағы цинеб өндірісінде жұмыс істейтін жұмысшыларда, Ресейдегі гексахлорбутадиен және дактал өндірісінде (Уфа), Өзбекстанның мақта егетін аудандарында, Азербайжан мен Молдавияның ауылшарушылық аймақтарында тұратын балаларда, Симферополь жылыжайында пиримор деген амфицидпен жұмыс істеген соң жұмыс істейтін жұмысшыларда (Украина). Бұл генетикалық мониторинг мәліметтері пестицидтердің мутагендік қауіптілігінің тек шектеулі мамандар үшін еместігі, жалпы халыққа қаупті екендігі көрсетуі қажет.

6 тақырып. Мутагенздің биологиялық факторлары
Физикалық және химикалық мутагенді факторларға қоса ҚО-да биологиялық мутагендер де бар. Хромосомалық аберрацияларды вирустар, мысалы, желік, қызылша, эпидемиялық паротит тудыратын вирустар туғызуы мүмкін екені белгілі. Вирустармен қоса биологиялық токсиндер де мутация туғыща алады. Миллиондаған адамдардың паразиті болып табылатын протозоологиялық сипаты бар организмдер, гельминттер т.б. өзінің токсинді қосылыстарын адамға енгізу арқылы оның метаболизмдік процестерінөзгерте алады және мутагенезді өзгерте алады. Паразитті организмдерден кейбір аймақтарда халықтың 100%-ы зардап шегеді. Адам организмінің ішкі ортасы үлкен роль атқарады. Зат алмасудағы генетикалық анықталған бұзылулардың көпшілігі табиғи мутациялауға жағымды жағдай жасайды.
Табиғи түрде өсімдіктерде кездесетін мутагендердің ішінде циказинге тоқтала кету қажет. Ол саговниктен бөлінеді және тропиктік және субтропиктік белдеуде кездеседі. Саговник тағамда, дәрі жасауда қолданылады. Саговникті тағамға пайдаланған аймақтаржа жиі токсикоз, улану, орталық нерв жүйесінің зақымдануы байқалады. Саговниктің кейбір мүшелерінен (тұқым, тамыр) циказин (метилозоксиметанол - ,D-гликозид) бөлініп алынды. Сүтқоректілердің ішегінде микроорганизмдердің түзетін -глюкозидаза әсерінен ,D-гликозид ыдырап, агликон түзеді. Бұл жоғары мутагенді белсенділігі бар нитрозогуанидинге ұқсайды. Тәжірибелер циказиннің агликоны да мутагендік әсері барлығын көрсетті. Алайда циказиннің өзі мутагендік немесе улы әсер көрсетпейтіні белгілі болды. Түрлі өсімдіктерден (үнді капустасы, түрлі-түсті капустаның түрлері) бөлінген өнім ферментативті гдролизден соң аллилизотиоцианатқа айналатыны анықталды. Оның мутагендік әсері Дрозофилаға көрестілді.
Тағам өнімдері Streptomyces achromogenes тіршілік әрекетінде түзілген қосылыстармен ластануы мүмкін, одан бөлінген стрептозотоцин антибиотигі N-нитрозоқосылыстарға жатады. Стрептозотоциннің мутагендік белсенділігі тәжірибелерде көрсетілді. Далалық астықтардан, алмадан және жеміс шырындарынан басқа антибиотик - патулин бөлінді, ол кейбір Peniecillium және Aspergillus түрлерінің өнімі болып табылады. Патулин адмның өсірілген лейкоциттерінде хромосомалық аберрациялар туғызған.
Кофе дәндерінде және шай жапырақтарында кездесетін кофеин табиғи мутагендердің бірі болып табылады. Кофеиннің адам организмінде ыдырау жылдамдығы сағатына 15% құрайды, алайда бұл кофеиннің толығымен ыдырауына әкелмейді. Сондықтан кофе немесе шайды күнде ішкен уақытта кофеиннің концентрациясы 10-5 М, кейбір жағдайда ол 10-4 М жетеді. Бұл тақырыпқа көптеген жұмыстар жасалды. Кофеиннің жоғары мөлшерінде оның дам мен дрозофилаға тікелей мутагендік әсері көрсетілді. Хромосомалардың үзілулер туғызады. Аз концентрацияда кофеин синергиялық әсер етеді. Радиациямен қосылғанда ферменттердің репарациясын тежеген.
Табиғи мутагендерге колхицин және т.б. полиплоидия мен басқа хромосомалық бұзылуларға әкелетін митотикалық у болып табылатын қосылыстар жатады. ДНҚ құрылысына қатысатын пурин мен пиримидиннің құрылымдық аналогтарының кейбіреуі нүктелік мутацияны туғызады.

7 тақырып. Қоршаған ортаның мутагендер, канцерогендермен ластануын анықтайтын және деңгейін бағалайтын негізгі тест-жүйелер
Түрлі факторлардың мутагендігін бағалау тест-жүйелердің көмегімен жүргізу қажет. Көптеген жүргізіліп жатқан жұмыстарға қарамастан, қазіргі кезде бар тест-жүйелердің біреуі де зерттеліп отырған қосылыстардың адамға қатысты мутаген екендігін немесе еместігін көрстетеін 100%-тік тиімділігі жоқ.
Қазіргі кезде жүздеген тест-жүйелердің белгілі болуына қарамастан, биотестілеу кезінде олардың жақсы сипатталған онға жуығы ғана қолданылады. Әрбір тест-объектіде қоршаған ортаның күйін анықтайтын көрсеткіштердің біреуі ғана қолданылады. Бұл көп жағдайда хромосома аберрациясы, сестринские хроматидтік алмасулар, анеуплоидты клеткалардың жиілігін бағалау және микроядролық тест. Алайда айтылған көрсеткіштер барлық жағдайда қолданылмайды және олар қымбат. Сондықтан оларға қосымша жаңа көрсеткіштерді интегралды бағалау үшін қолдану қажет. Осындай көрстекіштерді бірге бір тест-жүйеде пайдалану оның сезімталдығын жоғарылатуға көмектеседі. Сонымен қатар бірнеше тест-жүйелерді пайдалан - бауға да әкелуі мүмкін.
Қоршаған ортаның мутагендігімен канцепргендігін анықтау және бағалау үшін микроорганизмдерді қолдану. Қоршаған ортаның мутагендігін анықтау үшін қолданылатын ондаған тест-жүйелердің ішінде ең сезімталдары және репрезантивтілері болып микроорганизмдер болып табылады.
1. Микроорганизмдер кезкелген экожүйенің тұрақты компоненті болып табылады.
2. Микроорганизмдердің репродуктивті периодыминималды, генотиптердің алмасуы қысқа уақытта өтеді.
3. Бактериялардың хромосомалар жинағы заплоидты және генотиптің бұзылуы фенотиптік көрініске бірден ие болады. Фенотип өзгерістерін тіркеу тәсілдері жақсы жасалған.
4. микроргинзмдерде жүргізілген тестілер экономикалық жағынан тиімді және тез уақытта ақпарат алуға және жеке тәжірибелер арасындағы статистикалық маңызды емес деңгейде өзгергіштікті алуға мүмкіндік береді.
Вирустық тест-жүйелер. Вирустар клетканың кейбір қызметінің индикаторы ретінде қарастырылады. Олар қосылыстардың мутагендігін анықтаудың тест-жүйесі ретінде қарастырыла алады. Бұл құрамында РНҚ да, ДНҚ да ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.