Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова
И.М. Прохорова,
М.И. Ковалева,
А.Н. Фомичева
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ
ТОКСИКОЛОГИЯ
Лабораторный практикум
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов специальностей Биология и Экология
Ярославль 2005
1
Стр.1
Генетическая токсикология
УДК 575+615.4
ББК Е 04я73
П 84
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2005 года
Рецензенты:
доктор медицинских наук, профессор А.В. Яльцев;
кафедра зоологии Ярославского государственного
педагогического университета им. К.Д. Ушинского
Прохорова, И.М., Ковалева, М.И., Фомичева, А.Н. ГенетиП
84
ческая токсикология : лабораторный практикум / И.М. Прохорова,
М.И. Ковалева, А.Н. Фомичева ; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль:
ЯрГУ, 2005. – 132 с.
ISBN 5-8397-0446-6
Лабораторный практикум подготовлен на основе программы
дисциплины специализации «Генетическая токсикология»
для студентов факультета биологии и экологии специальностей
011600 Биология и 013100 Экология (дисциплина «Генетическая
токсикология», блок ДС), очной формы обучения.
Ил. 39. Табл. 7. Библиогр.: 51 назв.
УДК 575+615.4
ББК Е 04я73
© Ярославский
государственный
университет, 2005
ISBN 5-8397-0446-6
© И.М. Прохорова,
М.И. Ковалева,
А.Н. Фомичева, 2005
2
Стр.2
Введение
Введение
Введение
З
адача лабораторного практикума по Генетической токсикологии
– ознакомить студентов с методами выявления и оценки
мутагенов. Работа проводится по типу УИРС (учебная исследовательская
работа студентов) как индивидуальное и групповое
исследование.
В начале практикума студенты сами предлагают химический препарат,
генотоксичность которого они хотели бы оценить. Так студентами
изучались различные лекарства, чаи и соки разных фирм, косметические
препараты и пр. Некоторые студенты оценивали генотоксичность
препаратов, с которыми они работают при выполнении курсовых и дипломных
работ на других кафедрах. Программа практикума предполагает,
что изучаемый фактор последовательно исследуется на разных ступенях
тестирования. Каждый студент оценивает его генетический потенциал,
а затем данные, полученный всей группой, суммируются. Это
позволяет получить объем данных, достаточный для проведения статистической
обработки.
В конце практикума студенты составляют заключение о генотоксичности
препарата и дают рекомендации в отношении его применения:
запретить или ограничить его применение, заменить на безопасный аналог,
разрешить к применению.
Методика проведения лабораторного практикума как научного исследования
позволяет одновременно решать несколько задач:
– в процессе работы студент получает систему знаний, умений и навыков
по данной профессии, предусмотренных учебной программой;
– приобретает профессионально важные качества, которые позволяют
ему правильно использовать эти знания, умения и навыки;
– обеспечивает положительную мотивацию на приобретение высокой
профессиональной квалификации, стремление к компетентности в
будущей деятельности;
– студенты понимают, что научное исследование не схоластично,
что они могут его выполнять, и что оно решает вопросы, которые касаются
людей, в том числе тебя и твоих близких;
– осознание практической важности и востребованности его профессии;
3
Стр.3
Генетическая токсикология
– позволяет не просто понять, но прочувствовать, что генетическая
опасность факторов среды реальна, и необходимо защищать от них себя
и окружающих;
– способствует выработке гражданской позиции, которая необходима
для будущего специалиста, работающего в области охраны окружающей
среды;
– прививает вкус к научным исследованиям. Это подтверждается
тем, что к нам приходят потом студенты и аспиранты, которые выполняют
работы на других кафедрах с просьбой дать им рабочее место,
чтобы исследовать химические соединения, которые они изучают, чтобы
описать ещё один параметр – генетическую безопасность.
В настоящем пособии описана система тестов для оценки генотоксического
действия индивидуальных факторов среды и суммарной генотоксической
активности природных сред, используемая в лаборатории
генетики Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова
(Прохорова, 1991). В связи с тем, что специализация факультета
биологии и экологии – охрана водной среды, большее внимание уделялось
именно оценке и выявлению генотоксикантов в природных водоемах.
Система включает несколько тестов, позволяющих проводить
оценку генетически активных факторов среды на трех ступенях тестирования.
На
первой ступени тестирования в большинстве токсикогенетических
лабораторий используется тест обратных мутаций у Salmonella typhimurium.
На учебных занятиях использование сальмонеллы не рекомендовано
и требует специального разрешения санитарно-эпидемиологических
служб. Поэтому нами в практикуме использован другой тестобъект
– одноклеточная зеленая водоросль Chlorella vulgaris.
На второй ступени тестирования изучается метафазный анализ
хромосомных аберраций в культуре лейкоцитов периферической крови
человека и ана-телофазный анализ хромосомных аберраций в меристематической
ткани Allium cepa (L).
Для изучения действия фактора в целостном организме используются
два теста с применением Drosophila melangaster в качестве тестобъекта:
тест рецессивных сцепленных с полом летальных мутаций
(РСПЛМ) и тест доминантных летальных мутаций (ДЛМ).
Проверив изучаемый фактор на генетическую безопасность на трех
ступенях тестирования, студенты составляют заключение о генотоксичности
препарата и дают рекомендации в отношении его применения: запретить
или ограничить применение, заменить на безопасный аналог,
разрешить к применению. Результаты оформляются в виде научной статьи.
4
Стр.4
ГЛАВА 1. Генетическая токсикология, предмет и задачи
ГЛАВА 1. Генетическая токсикология, предмет и задачи
ГЛАВА 1.
Генетическая токсикология,
предмет и задачи
ский аппарат человека. Генетическая токсикология – раздел экологической
генетики, где теории мутагенеза находят свое практическое
применение.
Генетическая токсикология изучает воздействие как на генеГ
ративные,
так и на соматические клетки. Нарушения в соматических
клетках могут иметь различные последствия:
– гибель клетки;
– клетка дает клон раковых клеток;
– аутоиммунные заболевания, если генетическое нарушение
возникло в клетках иммунной системы;
– дегенеративные изменения в клетке, которые приводят к
преждевременному старению.
Однако эти изменения не передадутся последующему поколению.
Нарушения
генетического аппарата в половых клетках не
сказываются на здоровье организма, подвергшегося воздействию,
но, оказавшись при слиянии гамет в зиготе, обнаружатся в каждой
клетке нового организма. Последствия этого могут проявиться
в разные этапы онтогенеза и выражаться как:
– стерильность;
– несостоявшаяся беременность, связанная с гибелью на самых
ранних этапах развития, так что беременность может быть и
не диагностирована;
– самопроизвольные выкидыши (абортусы);
– перинатальная смертность (смертность во время родов);
– врожденные пороки развития;
– наследственные болезни.
5
енетическая токсикология возникла в 60 – 70-х годах
прошлого века для изучения генетических последствий
воздействия факторов окружающей среды на генетиче
Стр.5