мутаген

mutagen

[лат. mutatio — изменение и греч. genes — порождающий, рождающийся]

любой агент или фактор, под воздействием которого в организме возникают мутации (см. мутация) с большей частотой, чем при спонтанном мутагенезе. М. подразделяются на физические (рентгеновские и гаммалучи, нейтроны, протоны, УФ, температура и др.), химические (напр., этиленамин, колхицин и др.) и биологические (ДНК- и РНК-содержащие вирусы, некоторые полипептиды и белки, старение). Первичный эффект ионизирующих излучений заключается в образовании одиночных или двойных разрывов в молекуле ДНК, а также в образовании "сшивок" между этими нитями, разрушении азотистых оснований, особенно пиримидиновых. Мутагенное действие ионизирующих излучений может быть и косвенным, т. к. прохождение их через цитоплазму или питательную среду, в которой культивируются микроорганизмы, вызывает радиолиз воды и возникновение свободных радикалов и перекисей, обладающих мутагенным действием. УФ-излучение возбуждает электронные оболочки атомов, что вызывает различные химические реакции в нуклеиновых кислотах, приводящие к мутациям. Из этих реакций наибольшее значение имеют гидратация цитозина и образование димеров тимина, а также разрыв водородных связей между нитями ДНК и образование "сшивок" между этими нитями. Химические М. делят на М. прямого действия, непосредственно взаимодействующие с генетическим материалом клетки, и М. непрямого действия, влияние которых на генетический материал клетки происходит опосредованно, после ряда метаболических превращений. Мутагенной активностью обладают несколько тысяч различных химических соединений. Наибольшую мутагенную активность проявляют различные алкилирующие соединения, а также нитрозосоединения и некоторые антибиотики (см. антибиотики), обладающие противоопухолевой активностью. Однако в отличие от ионизирующего и УФизлучений для химических М. характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. Алкилирующие соединения, к числу которых принадлежат наиболее сильные из известных М. (так называемые супермутагены, напр. нитрозоэтилмочевина, этилметансульфонат и др.), алкилируют фосфатные группы нуклеиновых кислот (что приводит к разрывам углеводно-фосфатного остова молекулы), а также азотистые основания (гл. обр. гуанин), в результате чего нарушается точность репликации нуклеиновых кислот и возникают транзиции и изредка трансверсии. Некоторые М. (напр., алкалоид колхицин) нарушают цитоплазматический аппарат митоза (см. митоз), следствием чего является нерасхождение всех разделившихся хромосом или неправильность в распределении их между дочерними клетками; в первом случае возникает полиплоидия (см. полиплоидия), во втором — анеуплоидия (см. анеуплоидия). При взаимодействии химических М. с ДНК возникают первичные повреждения, которые в дальнейшем могут привести к возникновению мутаций. Часто М. одновременно является канцерогеном (см. канцероген). Существуют вещества, которые подавляют действие М. (см. антимутагены).