Связь мутаций с репликацией ДНК

Многие спонтанные химические изменения нуклеотидов приводят к мутациям, которые возникают при репликации. Например, из-за дезаминирования цитозина напротив него в цепь ДНК может включаться урацил (образуется пара У-Г вместо канонической пары Ц-Г). При репликации ДНК напротив урацила в новую цепь включается аденин, образуется пара У-А, а при следующей репликации она заменяется на пару Т-А, то есть происходит транзиция (точечная замена пиримидина на другой пиримидин или пурина на другой пурин).

Связь мутаций с рекомбинацией ДНК

Из процессов, связанных с рекомбинацией, наиболее часто приводит к мутациям неравный кроссинговер. Он происходит обычно в тех случаях, когда в хромосоме имеется несколько дуплицированных копий исходного гена, сохранивших похожую последовательность нуклеотидов. В результате неравного кроссинговера в одной из рекомбинантных хромосом происходит дупликация, а в другой — делеция.

Связь мутаций с репарацией ДНК

Спонтанные повреждения ДНК встречаются довольно часто, такие события имеют место в каждой клетке. Для устранения последствий подобных повреждений имеется специальные репарационные механизмы (например, ошибочный участок ДНК вырезается и на этом месте восстанавливается исходный). Мутации возникают лишь тогда, когда репарационный механизм по каким-то причинам не работает или не справляется с устранением повреждений. Мутации, возникающие в генах, кодирующих белки, ответственные за репарацию, могут приводить к многократному повышению (мутаторный эффект) или понижению (антимутаторный эффект) частоты мутирования других генов. Так, мутации генов многих ферментов системы эксцизионной репарации приводят к резкому повышению частоты соматических мутаций у человека, а это, в свою очередь, приводит к развитию пигментной ксеродермы и злокачественных опухолей покровов.

77. Существует две разновидности иммунитета: клеточный и гуморальный. Пeрвый из них, в котoром используются Т-лимфоциты (тимус-зaвисимые), обеспечивает противовирусную и противоопухолeвую защиту; вторoй реализуeтся В-лимфоцитами (тимус-незaвисимыми), они вырабатывают антитела. В рeгуляции этого процeсса задействованы и Т-лимфоциты. Т-лимфоциты сами по себе неоднoродны и состоят из нескoльких видов со звучными, дaже интригующими назвaниями: киллеры («убийцы), хелперы (повышающие иммунный ответ), амплифаеры (усиливающие), супрессоры (подавляющие его), индюсеры (стимулирующие) и др.
И Т- и В-лимфоциты, так же, как макрофаги и клeтки крови, происхoдят из общей родоначaльной клетки — стволовой кроветворной клeтки костного мозга, прохoдят путь развития от дaнной клетки до иммуноцита, приобрeтая и утрачивая определенные свойства: отвeчать на антиген, вырабатывать биологичeски активные вещества, продуцировaть антитела и т. Д.
Тaким образом, в систeме иммунитета, котoрая является сложнорегулируемой, имеется целaя иерархия клeток. Их свойства опредeляются стадией созрeвания на пути от стволовой клетки к иммунoциту, степенью участия в иммунном процeссе, его стадией и активнoстью, а также той степенью, в которой произошло старение человека или животного.

Как уже упоминалось, снижение с возрастом силы иммунного ответа — твердо установленный факт. Старение ведет к тому, что масса тимуса снижается на 90%, а селезенки на 50 %. В результате старения уменьшается и выработка антител, уменьшается продукция компонентов, активирующих размножение клеток, уменьшается чувствительность клеток к регуляторным сигналам, накапливаются вещества, угнетающие функции иммунитета. При этом количество родоначальных стволовых клеток костного мозга с возрастом фактически не изменяется. Еще не изменяется тоже и общее количество лимфоцитов в крови. Но при стабильности В-лимфоцитов старение приводит к тому, что относительное и подавляющее число Т-лимфоцитов уменьшается. Тимус-зависимоe звено иммунитета претeрпевает наибольшие возрастные измeнения: уменьшается масса тимуса, уменьшается продукция и выделение тимических гормонов, осуществляется сокращение тимус-зависимых зон в селезенке и лимфоузлах, уменьшается подавляющее и относительное количество Т-лимфоцитов в лимфоидных органах, меняется соотношение субпопуляций данных клеток, снижается их функциональная активность.

Канцерогенез — сложный патофизиологический процесс зарождения и развития опухоли.

Канцерогенные факторы

На данный момент известно большое количество факторов, способствующих канцерогенезу:

Химические факторы

Вещества ароматической природы (полициклические и гетероциклические ароматические углеводороды, ароматические амины), некоторые металлы и пластмассы обладают выраженным канцерогенным свойством благодаря их способности реагировать с ДНК клеток, нарушая ее структуру (мутагенная активность). Канцерогенные вещества в больших количествах содержатся в продуктах горения автомобильного и авиационного топлива, в табачных смолах. При длительном контакте организма человека с этими веществами могут возникнуть такие заболевания, как рак легкого, рак толстого кишечника и др. Известны также эндогенные химические канцерогены (ароматические производные аминокислоты триптофана), вызывающие гормонально зависящие опухоли половых органов.

Физические факторы

Солнечная радиация (в первую очередь ультрафиолетовое излучение) и ионизирующее излучение также обладает высокой мутагенной активностью. Так, после аварии Чернобыльской АЭС отмечено резкое увеличение заболеваемости раком щитовидной железы у людей, проживающих в зараженной зоне. Длительное механическое или термическое раздражение тканей также является фактором повышенного риска возникновения опухолей слизистых оболочек и кожи (рак слизистой рта, рак кожи, рак пищевода).

Биологические факторы

Доказана канцерогенная активность вируса папиломы человека в развитии рака шейки матки ^[2], вируса гепатита В в развитии рака печени, ВИЧ — в развитии саркомы Капоши. Попадая в организм человека, вирусы активно взаимодействуют с его ДНК, что в некоторых случаях вызывает трансформацию собственных протоонкогенов человека в онкогены. Геном некоторых вирусов (ретровирусы) содержит высоко активные онкогены, активирующиеся после включения ДНК вируса в ДНК клеток человека.