Pokaż treść!

2. Metody stosowane w biologicznej kontroli jakości środowiska 39
• mutacje chromosomowe, dotyczące zmiany struktury chromosomu (klastrogenezy)
w rezultacie pęknięcia, utraty (delecji), lub przemieszczenia (translokacji) fragmentu
chromosomu, podwojenia (duplikacji) lub odwrócenia (inwersji),
• mutacje genomowe, powstające w wyniku zaburzenia procesu mitozy, prowadzące
do zmiany liczby chromosomów (aneuploidia) lub zwielokrotnienia kariotypu
(poliploidia).
Określenia „mutagenny” i „mutagen” stosuje się w odniesieniu do czynników
powodujących zwiększone występowanie mutacji w populacjach komórek i/lub organizmów.
Oddziaływanie różnych związków chemicznych na DNA nie ma charakteru jednorodnego.
Część związków, które wchodzą w interakcję z DNA, powoduje indukcję
pierwotnych jego uszkodzeń i zmiany te są nieodwracalne. Określa się je mianem
inicjatorów. Inne związki wpływają na ekspresję i progresję istniejących już zmian
w cząsteczkach DNA – są to induktory. Część związków pochodzenia zewnątrz- i wewnątrzkomórkowego
nie działa mutagennie, gdyż nie wchodzi bezpośrednio w reakcje
z kwasem nukleinowym, a jedynie inicjuje komórki do proliferacji – są to promotory.
Związki chemiczne, które są odpowiedzialne za działanie inicjujące i promocyjne,
określa się natomiast mianem kompletnych kancerogenów. Wiele związków rakotwórczych
wykazuje aktywność biologiczną, dopiero gdy zostaną przekształcone
w rezultacie przemian metabolicznych do metabolitów, które wchodzą w interakcję
z DNA. Związki tego typu nazywa się kancerogenami warunkowymi (prokancerogenami).
W procesie przekształceń większości tych związków uczestniczą oksydazy mikrosomalne,
których największa aktywność występuje w wątrobie. Ponieważ u bakterii
i większości hodowli komórek ssaków aktywność oksydaz o złożonym działaniu
albo nie jest obserwowana, albo jest bardzo mała, w testach na tych modelach stosowany
jest ekstrakt tkanek ssaków (wątroby) – post-mitochondrialny supernatant
określany jako frakcja S-9.
Czynniki, które powodują szkodliwe efekty przez oddziaływanie z materiałem genetycznym
i zmieniają strukturę, zawartość informacyjną lub ułożenie elementów
DNA oraz powodują uszkodzenie DNA, zaburzając normalny proces replikacji, lub
które w niefizjologiczny sposób (tymczasowo) zakłócają replikację, są zwane czynnikami
genotoksycznymi. Efekty genotoksyczności można zaobserwować jedynie
w żywych komórkach, a więc tylko wtedy, gdy w wyniku działania związku chemicznego
lub mieszaniny związków komórka nie zostanie uszkodzona w rezultacie pojawienia
się efektu cytotoksycznego. Zmienione genetycznie komórki somatyczne zaczynają
proliferować, co w rezultacie prowadzi do rozwoju nowotworu.
Całkowicie odmienne skutki powodują mutacje komórek rozrodczych, których
efektem jest nie tylko zmienność o podłożu genetycznym, lecz ciężkie schorzenia
genetyczne bądź efekt letalny. Skutkiem mutacji komórek rozrodczych po zapłodnieniu
jest potomstwo obarczone defektem genetycznym lub całkowite uniemożliwienie
rozwoju zarodka.