Абилев С. К., Глазер В. М., «Мутагенез с основами генотоксикологии: учебное пособие». Электронная версия
Товар добавлен в корзину
Оформить заказ

Смотрите также
от
Абилев С. К., Глазер В. М., «Мутагенез с основами генотоксикологии: учебное пособие». Электронная версия
300 руб.
Быстрый заказ

Абилев С. К., Глазер В. М., «Мутагенез с основами генотоксикологии: учебное пособие». Электронная версия

300 руб.
В наличии
Под заказ
Быстрый заказ

Электронная версия в формате pdf

Абилев С. К., Глазер В. М. Мутагенез с основами генотоксикологии: учебное пособие. — М. ; СПб. : Нестор-История, 2015. — 304 с.

ISBN 978-5-4469-0591-1

Учебное пособие состоит из двух частей: мутагенез и генетическая токсикология. Первая часть посвящена мутационной изменчивости, механизмам мутагенного действия радиации и химических агентов, инсерционному мутагенезу, репарации первичных повреждений ДНК и становлению мутаций, адаптивному мутагенезу.

Вторая часть — основам генетической токсикологии: тест-системы, стратегия и правила тестирования химических соединений на генотоксичность, генетические основы индивидуальной чувствительности человека к генотоксичным факторам среды и антимутагенез. Заключительная глава посвящена мутагенезу и канцерогенезу. 

Для студентов, магистров и аспирантов, обучающихся по биологическим специальностям, а также для преподавателей учреждений высшего профессионального образования.

ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

ЧАСТЬ I. МУТАГЕНЕЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Глава 1. НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.1. Виды наследственной изменчивости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2. Доказательства спонтанной природы мутаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.3. Спонтанные мутации у человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.4. Индуцированные мутации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.5. Множественные аллели и генетический полиморфизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.6. Классификации мутаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Глава 2. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.1. Точковые мутации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.2. Структурные генные мутации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.3. Причины возникновения генных мутаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.4. Методы выявления и количественного учета генных мутаций . . . . . . . . . . . 43

2.5. Номенклатура генных мутаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Глава 3. ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ (АБЕРРАЦИИ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.1. Основные типы хромосомных аберраций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.2. Механизмы образования хромосомных аберраций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.2.1. Неаллельная гомологичная рекомбинация

(эктопическая рекомбинация, ЭР) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.2.2. Соединение негомологичных концов ДНК

(non-homologous end joining — NHEJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.3. Хромосомные аберрации у человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.4. Хромосомные разрывы

при микроделеционных синдромах у человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.4.1. Общие принципы диагностики

микроделеционных синдромов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.5. Методы выявления хромосомных аберраций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.6. Номенклатура хромосомных аберраций в клетках человека . . . . . . . . . . . . . 65

Глава 4. ИНСЕРЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.1. Структура и классификация мобильных элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.2. Генетические эффекты мобильных элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.3. Инсерционный мутагенез, индуцированный вирусами . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4.4. Горизонтальный перенос генов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Глава 5. ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5.1. Полиплоидия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5.2. Анеуплоидия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Глава 6. РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

6.1. Ионизирующие излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

6.2. Дозы облучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

6.3. Особенности действия радиации на живые объекты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

6.4. Воздействие радиации на человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

6.5. Оценка генетических последствий облучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

6.6. Цитогенетический метод биодозиметрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

6.7. Немишенные эффекты радиации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.7.1. Радиационно-индуцированная нестабильность генома . . . . . . . . . . . 110

6.7.2. Эффект свидетеля (bystander) облучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Глава 7. УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Глава 8. ХИМИЧЕСКИЙ МУТАГЕНЕЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

8.1. Механизмы действия химических мутагенов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

8.2. Особенности действия химических мутагенов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Глава 9. РЕПАРАЦИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК

И ФИКСАЦИЯ МУТАЦИЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

9.1. Типы повреждений ДНК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

9.2. Системы репарации ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

9.2.1. Прямая репарация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

9.2.2. Эксцизионная репарация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

9.2.3. Репарация ошибок репликации (mismatch repair — MMR). . . . . . . . . 140

9.2.4. Рекомбинационная (пострепликативная)

репарация двунитевых повреждений ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

9.2.5. Индуцибельная SOS-репарация у бактерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

9.3. Репарация двунитевых разрывов ДНК

и возникновение хромосомных перестроек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

9.4. Становление мутаций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Глава 10. АДАПТИВНЫЙ МУТАГЕНЕЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

10.1. Адаптивный мутагенез у микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

10.2. Соматический гипермутагенез

в дифференцирующихся В-лимфоцитах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

ЧАСТЬ II. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Глава 11. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ:

ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

11.1. Генетическая токсикология как новое научное направление. . . . . . . . . . . 169

11.2. Генотоксичные факторы окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

11.3. Проблемы и задачи генетической токсикологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

Глава 12. МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

(ТЕСТ-СИСТЕМЫ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

12.1. Понятие о тест-системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

12.2. Методы учета индукции генных мутаций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

12.2.1. Тест Эймса Salmonella/микросомы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

12.2.1.1. Характеристика тест-штаммов

Salmonella typhimurium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

12.2.1.2. Методические особенности теста Эймса . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

12.2.2. Методы учета генных мутаций

в клеточных культурах in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

12.2.3. Трансгенные мышиные модели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

12.3. Цитогенетические тест-системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

12.3.1. Цитогенетические тесты in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

12.3.2. Цитогенетические тесты in vivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

12.4. Методы учета мутаций в половых клетках. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

12.4.1. Тест по учету доминантных леталей у грызунов. . . . . . . . . . . . . . . . . 198

12.4.2. Тест по учету наследуемых транслокаций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

12.4.3. Метод специфических локусов на мышах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

12.5. Методы учета повреждений ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

12.5.1. SOS-хромотест

(тест на индукцию SOS-ответа в клетках Е. coli) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

12.5.2. Методы определения повреждений ДНК

в клетках млекопитающих . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

12.5.2.1. Метод щелочной элюции ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

12.5.2.2. Метод ДНК-комет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

12.6. Правила тестирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

Глава 13. СТРАТЕГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

13.1. Основные принципы стратегии тестирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

13.2. Стратегия оценки мутагенной активности

для половых клеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

13.3. Оценка риска для последующих поколений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

13.4. Внеэкспериментальный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Глава 14. ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ТЕСТ-СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

14.1. Зависимость генотоксического эффекта от тест-системы. . . . . . . . . . . . . . 221

14.2. Критерии прогностической эффективности тест-систем . . . . . . . . . . . . . . 223

14.3. Формализованный подход к оценке эффективности тест-систем . . . . . . 225

14.4. Проблемы экстраполяции

экспериментальных данных на человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Глава 15. БИОТРАНСФОРМАЦИЯ КСЕНОБИОТИКОВ

И ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

15.1. Биотрансформация ксенобиотиков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

15.2. Образование мутагенных соединений

в процессе биотрансформации ксенобиотиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

15.3. Генетически определенные различия

в метаболизме ксенобиотиков у человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

Глава 16. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

16.1. Методы натурных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

16.2. Генетический мониторинг атмосферного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

16.3. Генетический мониторинг водных источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

16.4. Генетический мониторинг почвы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

16.5. Генетический мониторинг популяций человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Глава 17. АНТИМУТАГЕННАЯ ЗАЩИТА ГЕНОМА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

17.1. Классификация и механизмы действия антимутагенов. . . . . . . . . . . . . . . . 268

17.2. Антиоксиданты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

17.2.1. Антиоксидантная система клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

17.2.2. Антиоксиданты природного происхождения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

17.2.3. Синтетические антиоксиданты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

17.3. Механизмы антиоксидантной активности

фенольных соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

17.4. Фармакологические средств защиты генома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

17.5. Антимутагенная активность пробиотиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

17.6. Критерии отбора антимутагенов

и способы определения их активности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

Глава 18. МУТАГЕНЕЗ И КАНЦЕРОГЕНЕЗ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

18.1. Генетическая природа рака . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

18.2. Протоонкогены и антионкогены (онкосупрессоры) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

18.3. Многостадийная природа канцерогенеза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

18.4. Мутаторный фенотип . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

18.5. Канцерогены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

18.6. Уровни канцерогенной опасности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304