Actiunea mutagena a radiatiei UV asupra organismelor vii

Actiunea mutagena a radiatiei UV asupra organismelor vii Efectuat de studenta: Culighin Elena USM, FCTC gr. III-Tehnologie chimica Verificat de prof. Lis Angela 1

Despre lumina ultravioleta Radiatia ultravioleta este o componenta invizibila a radiatiei solare situata, ca lungime de unda, intre infrarosii si radiatia X. Exista trei tipuri de lumina ultravioleta, care difera ca lungime de unda si au efecte diferite asupra organismelor vii: · UV tip C - de la 100 nm la 280 nm; · UV tip B - de la 280 nm la 315 nm; · UV tip A - de la 315 nm la 400 nm. 2

Despre lumina ultravioleta Aceste trei tipuri de lumina ultravioleta au efecte diferite asupra organismelor. Radiatia UVA are efecte eritematoase (de tip inflamator), radiatia UVB are efect bronzant (prin stimularea celulelor ce determina colorarea normala a pielii - melanocite), radiatia UVC are efect distructiv asupra celulelor, determinand grave leziuni celulare. 3

Pozitia radiatiei UV in spectrul electromagnetic al luminii 4

Actiunea radiatiei ultraviolete asupra bacteriilor: Efectul benefic al luminii a fost observat din cele mai vechi timpuri. Odata cu studiul organismelor microscopice si al bolilor induse de acestea, s-a observat efectul distructiv al luminii asupra agentilor patogeni. Acest efect al radiatiei ultraviolete este datorat tocmai radiatiilor de tip C si are aplicatii deosebit de importante in dezinfectie si sterilizare. Pentru a ucide microorganismele, radiatiile UV penetreaza membrana celulelor, strabate continutul celulei si distruge ADN-ul celular, determinand leziuni care impiedica activitatea bacteriei si capacitatea acesteia de a se reproduce. Asadar, razele UV afecteaza materialul biologic, fara a produce reactii chimice, doar prin intermediul energiei, de putere mare, livrate celulelor. Microorganismele inactivate nu sunt indepartate din mediul din care se gasesc. Deasemenea, UV nu modifica particulele sau substantele chimice din mediu, fie ele organice sau anorganice. Efectul este dezinfectant iar la doza mare, chiar sterilizant. 5

Actiunea radiatiei ultraviolete asupra bacteriilor: 6

Actiunea radiatiei ultraviolete asupra bacteriilor: 7

Actiunea radiatiei ultraviolete asupra bacteriilor: 8

Actiunea radiatiei ultraviolete asupra bacteriilor: UV C penetreaza peretele bacterian; actiunea luminii ultraviolete se realizeaza asupra nucleului celulei ce contine ADN-ul bacterian. Distrugerea bacteriilor prin actiunea UV: UVC produce rupturi ale materialului genetic (ADN). In urma distrugerii ADN-ului, cresterea si multiplicarea bacteriana inceteaza. Acest efect distructiv al radiatiei ultraviolete sta la baza utilizarii lampilor bactericide cu UV in domeniul dezinfectiei si sterilizarii. 9

Mutatii provocate de radiatia UV Dintre radiatiile neionozate, razele ultraviolete (UV) sunt singurele capabile sa produca mai multe mutatii decat cele ce apar spontan. Din rezultatele obtinute prin tratarea cu UV s-a conchis ca: a) se obtin numai rareori schimbari structurale mari ale cromozomilor; b) cel mai mare efect mutagen se obtine la razele cu lungimea de unda de maxima absortie a UV de catre acizii nucleici. De aici s-a tras concluzia ca actiunea mutagenica a UV este datorita absortiei radiatiei de catre ADN din cromozomi (Williams 1964). Mutatiile sunt mult folosite in studiile genetice. Prin studiu mutatiilor spontane sau induse s-a putut afla mai mult despre structura intima a genei, despre mecanismele ereditatii si varabilitatii. 10

Actiunea mutagena a razelor UV Multe din mutatiile aparute la plantele cultivate si la animale au reprezentat progrese reale in anumite conditii de mediu sau pentru anumite cerinte. Au aparut mutante din care s-au dezvoltat soiuri si rase valoroase; astfel multe soiuri la plantele agricole si pomi isi datoreaza aparitia descoperirii mutatiilor. Citam de exemplu: Ø strugurii fara sambure, Ø piersicile de mari dimensiuni, Ø capsunile fin aromate, Ø animalele producatoare de blanuri deosebit de variate si atragatoare. O perspectiva larga pentru aparita de mutatii valoroase se deschide prin metoda inducerii mutatiilor; un exemplu stralucit il constituie cresterea considerabila a productiei de penicilina la ciuperca Penicillium datorita obtinerii de variante mai productive aparute ca mutatii induse prin iradierea a milioane de spori. 11

Efectele razelor UV Efectele asupra sănătăţii omului Studiile de laborator şi epidemiologice au demonstrat că radiaţiile UVB cauzează cancer de piele şi joacă un rol important în evoluţia melanomului malign. Mai mult, radiaţiile UVB au fost asociate şi cu cataractele. Toate razele solare conţin radiaţii UVB, chiar şi la un nivel normal de ozon. Intotdeauna este importantă limitarea expunerii la razele solare, dar diminuarea stratului de ozon va duce la creşterea nivelului acestor radiaţii şi a riscului apariţiei unor efecte negative asupra stării de sănătate. 12

Efectele razelor UV Efectele asupra plantelor Procesele fiziologice şi de dezvoltare ale plantelor sunt afectate de radiaţiile UVB, chiar şi de nivelul de radiaţii UVB din prezent. In pofida mecanismelor de reducere sau remediere a acestor efecte şi a unei abilităţi limitate de adaptare la un nivel sporit de radiaţii UVB, dezvoltarea plantelor poate fi afectată direct. Schimbările indirecte cauzate de radiaţiile UVB (cum ar fi schimbări în forma plantelor, în modul în care nutrienţii sunt distribuiţi în interiorul plantelor, în diferite faze de dezvoltare sau în metabolismul secundar) pot fi la fel de importante sau chiar mai importante decât efectele negative directe ale radiaţiilor UVB. Aceste modificări pot avea implicaţii importante în păstrarea echilibrului sistemului ecologic. 13

Efectele razelor UV Efectele asupra ecosistemelor marine Fitoplanctonul stă la baza lanţului trofic în ecosistemele marine. Productivitatea acestuia este limitată la stratul superior al apei acolo unde prezenţa razelor solare favorizează acest lucru. Poziţia organismelor în această zonă este influenţată de acţiunea vântului şi a valurilor. In plus, multe sunt capabile de mişcări active care le sporesc productivitatea şi astfel supravieţuirea. S-a demonstrat că expunerea la radiaţii solare UVB afectează atât mecanismele de orientare cât şi mobilitatea acestora, având drept efect o reducere a ratei de lor de supravieţuire. Cercetătorii au demonstrat o scădere directă a producţiei acestora cauzată de creşterea radiaţiilor UVB, generată de diminuarea stratului de ozon. S-a constatat că radiaţiile solare UVB sunt dăunătoare în fazele iniţiale de dezvoltare ale peştilor, creveţilor, crabilor, amfibiilor şi a altor animale. Cele mai importante efecte negative sunt scăderea capacităţii reproductive şi dezvoltarea deficitară a larvelor. Chiar şi la nivelul curent radiaţia solară UVB este un factor limitator, orice creştere cât de mică a expunerii la aceste radiaţii putând avea drept efect reducerea semnificativă a numărului de animale care se hrănesc cu aceste organisme. 14

Efectele razelor UV Efectele aupra ciclurilor biogeochimicale Creşterea radiaţiilor UVB poate afecta ciclurile biogeochimicale terestre şi acvatice, alterând astfel atât sursele cât şi consumatorii principalelor gaze responsabile de apariţia efectului de seră, cum ar fi dioxidul de carbon (CO 2), monoxidul de carbon (CO) şi altele. Aceste potenţiale schimbări vor contribui direct la mecanismul care micşorează sau măreşte cantitatea în care aceste gaze există în atmosferă 15

Efectele razelor UV Efectele asupra materialelor Polimerii sintetici, biopolimerii care apar în mod natural în natură, ca şi câteva alte materiale de interes comercial sunt afectate negativ de radiaţiile solare UVB. Materialele din ziua de azi sunt protejate parţial de radiaţiile UVB prin tratarea cu aditivi speciali. Aceasta sensibilitate la radiaţiile solare UVB înseamnă de fapt că orice creştere a nivelului acestora va accelera procesul de degradare a materialelor, limitând astfel perioada de timp în care acestea pot fi utilizate în aer liber. 16

Obiecte care blocheaza actiunea directa a razelor UV asupra organismului uman 17

Masuri de protectie impotriva radiatiei UV Este necesar sa asiguram pielii noastre fotoprotectia de care nevoie, prin diverse metode: l - limitarea expunerii la mijlocul zilei; l - statul la umbra; l - purtarea de vesminte protectoare; l - protejarea ochilor, a fetei si a gatului, cu ajutorul palariilor cu boruri largi; l - folosirea ochelarilor de soare dotati cu protectie laterala si cu o forma cat mai bine adaptata fetei; l - aplicarea repetata a ecranelor protectoare (creme, lotiuni) cu spectru larg si cu factor de protectie de minimum 15; l - protejarea sugarilor si a copiilor mici. 18

Bibliografie: N. Giosan, N. A. Saulescu, Principii de genetica, Editura Agrosilvica, Bucuresti, 1969 Revista “Magazin” 19