Оценка антропогенного загрязнения водоёмов г. Ишима по показателям спонтанного мутирования у Drosophila melanogaster - Курсовая работа

Материалы и методы исследованийТермин «мутация» (от лат. mutatio - изменение) долгое время использовался в биологии для обозначения любых скачкообразных изменений. Мутацией называли также появление редких признаков, в частности, меланистических форм среди бабочек. Однако наиболее известной стала мутационная теория голландского ботаника Хьюго (Гуго) Де Фриза (1901 г.), который ввел современное, генетическое понятие мутации для обозначения редких вариантов признаков в потомстве родителей, которые не имели этого признака. 6 Мутации возникают в разных направлениях, они могут быть вредными и полезными. сами по себе мутации не носят адаптивный характер; только в ходе эволюции, в ходе отбора оценивается «полезность», «нейтральность» или «вредность» мутаций в определенных условиях; при этом «вредность» и «полезность» мутаций зависит от генотипической среды Организм, во всех клетках которого обнаруживается мутация, называется мутантом.Генная, или точковая, мутация представляет собой изменение последовательности нуклеотидов в пределах одного гена, приводящее к изменению характера действия гена. Например, у Drosophilamelanogaster известны мутанты со слегка сморщенными крыльями, сильно укороченными крыльями или вообще бескрылые; мутанты с белыми или пурпурными глазами; мутанты с разнообразными изменениями щетинок и т. п. По степени фенотипического проявления генные мутации варьируют в широком диапазоне - от мутаций со слабыми эффектами до мутаций, вызывающих значительные изменения фенотипа. Если кодирующий триплет, в котором находится измененный нуклеотид, изза вырожденности кода вызывает включение в белок той же аминокислоты, что исходный кодон (или кодон "дикого" типа), то такую мутацию называют "молчащей", и белковый продукт остается тем же. Когда замена одного основания приводит к замене аминокислоты в мутантом белке, то такую мутацию называют "миссенс-мутация".Сложность выявления генных мутаций связана, во-первых, с рецессивностью большинства мутаций (вероятность их фенотипического проявления ничтожно мала), а во вторых с летальностью многих из них (мутанты не выживают). Методы генетического анализа основаны на скрещивании возможных носителей мутации с тестерными линиями (линиями-анализаторами). В этих хромосомах имеются аллели с определенным фенотипическим проявлением (доминантный аллель B - полосковидные глаза; рецессивный аллель wa - абрикосовые глаза; кроме того, имеется еще один аллель - sc, контролирующий отсутствие щетинок, но он в анализе обычно не учитывается). В результате в их половых клетках часть X-хромосом мутирует, т.е. в них возникают мутации. Например, существуют тест-системы, позволяющие выявлять мутации X-хромосомах самцов в первом же поколении, а также мутации в аутосомах.-genes-рождающий, рожденный), химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения - мутации. Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. Действие мутагенов, рассеянных в окружающей среде, вызывает увеличение частоты возникновения мутаций, что ведет к росту так называемого генетического груза, выражающегося в увеличении наследственной патологии, а также частоты онкологических заболеваний. Меллер показал на дрозофиле, хорошо изученной к тому времени генетиками, что под действием рентгеновских лучей у дрозофил возникают мутации. К последним относят в основном белки, играющие структурную роль в организации генома или принимающие участие врепликации(самовоспроизведении молекулы нуклеиновых кислот), рекомбинации (перераспределении генетического материала родителей в потомстве) или репарации (восстановлении поврежденной структуры ДНК).Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации Первые физические мутагены, открытые учеными,-это разные виды излучений: ионизирующее излучение, радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолет сильно поглощается тканями и вызывает мутации лишь в поверхностно расположенных клетках многоклеточных животных, однако на одноклеточных он действует эффективно. Другими физическими мутагенами являются частицы разной природы, имеющие высокую энергию: это альфа-и бета-излучения радиоактивных веществ и нейтронное излучение. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два параметра: величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию.Мутации при действии физических мутагенов возникают так же, как и при действии мутагенов химических. Специфика мутагенеза (процесса возникновениямутаций) при действии физических факторов связана с характером первичных повреждений генома, вызываемых ими. Ионизирующее излучение - это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Мутационный процесс

1.2 Генные мутации

1.3 Методы выявления и учета генных мутаций

2. Классификация мутагенов и их характеристика

2.1 Физические мутагены и их влияние на живые клетки

2.1.1 Влияние ионизирующего облучения на живой организм

2.1.2 Влияние ультрафиолетового излучения на живой организм

2.2 Химические мутагены и их влияние на живые клетки

2.2.1 Влияние химических мутагенов на живые клетки

2.3 Биологические мутагены и их влияние на живые клетки

Введение генный мутация клетка мутаген

Интенсивная антропогенная нагрузка оказывает существенное влияние на поверхностные водные объекты. Современное экологическое состояние природных вод, по мнению специалистов, является неблагоприятным[5]. Как поверхностные, так и подземные воды являются загрязненными различными химическими соединениями. Многие загрязнители, содержащиеся в поверхностных и подземных водах обладают токсическими и мутагенными свойствами и оказывают негативное влияние на живые системы[1.3-6; 9.10]. В комплексе экологических прогнозов связанных с загрязнителями окружающей среды, особое место занимает прогноз возможных генетических последствий и их действия.

Существующая система контроля качества воды основана, в основном, на химико-аналитическом определении отдельных загрязнителей. Однако, в связи большим количеством химических соединений поступающих в водоемы, такой подход не позволяет определить истинную загрязненность воды, а главное, влияние загрязнителей на живые объекты. В связи с этим более объективный анализ токсических и мутагенных свойств воды дает метод биотестирования, который позволяет выявить присутствие не отдельных веществ, а общебиологический эффект их действий.

Изучение токсикологических свойств природных вод имеет многолетнюю историю. В то время как исследования, направленные на изучение мутагенности природных и питьевых вод, достаточно редки и проведены только в некоторых регионах страны[5].

Целью является исследование токсического и мутагенного влияния воды озера Чертовое и реки Ишим на тест объект плодовая мушка Drosophila melanogaster.

Объектом исследования является внутренние водоемы находящиеся на урбанизированной территории, река Ишим, озеро чертовое.

Предметом исследования является токсические и мутагенные свойства природных вод озера Чертовое и реки Ишим.

Задачи исследования: 1. По литературным данным ознакомиться со степенью изученность данной проблемы на сопредельных территориях.

2. Отобрать пробы вод озера Чертовое и реки Ишим.

3. Исследовать токсичность и мутагенность отобранных проб воды с помощью тестерной линии Drosophila melanogaster Меллер-5.

4. Провести статистическую обработку результатов исследования и оценить токсичность и мутагенность исследуемых вод.

Гипотеза исследования: В ходе исследования, предполагается, что будет выявлен высокий уровень токсичности и мутагенности исследуемых водоемов.