สารก่อกลายพันธุ์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
สัญลักษณ์สากลสำหรับสารก่อกลายพันธุ์, สารก่อมะเร็งและสารพิษต่อระบบสืบพันธุ์

สารก่อกลายพันธุ์ (อังกฤษ: mutagen) คือสารที่สามารถเปลี่ยนสารพันธุกรรม โดยเฉพาะดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตและเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์จนเกินระดับปกติ การกลายพันธุ์หลายแบบก่อให้เกิดโรคมะเร็ง สารก่อกลายพันธุ์จึงมักถูกจัดอยู่ในกลุ่มสารก่อมะเร็ง อย่างไรก็ตาม สารก่อกลายพันธุ์บางชนิด เช่น โซเดียมอะไซด์ไม่ก่อให้เกิดโรคมะเร็ง[1] การกลายพันธุ์ที่ไม่ได้เกิดจากสารก่อกลายพันธุ์เรียกว่า "การกลายพันธุ์แบบเกิดเอง" (spontaneous mutations) ซึ่งเกิดได้จากความผิดพลาดของกระบวนการไฮโดรไลซิส การถ่ายแบบดีเอ็นเอและการรวมกลุ่มใหม่ของยีน

การค้นพบสารก่อกลายพันธุ์[แก้]

สารก่อกลายพันธุ์กลุ่มแรกที่มีการบ่งชี้คือ สารก่อมะเร็ง ซึ่งก่อให้เกิดความผิดปกติหลายอย่างเช่น เนื้องอก มีการพูดถึงเนื้องอกมานานกว่า 2,000 ปีก่อนมีการค้นพบโครโมโซมและดีเอ็นเอ เมื่อ 500 ปีก่อนคริสตกาล ฮิปพอคราทีส แพทย์ชาวกรีกโบราณเรียกเนื้องอกว่า karkinos (แปลว่า "ปู") ต่อมาคำนี้เป็นที่มาของคำว่ามะเร็ง (cancer)[2] ในปี ค.ศ. 1567 แพราเซลซัส แพทย์ชาวสวิสพบว่ามีสารที่ทำให้คนงานเหมืองป่วย (ต่อมาสารดังกล่าวคือ แก๊สเรดอน)[3] ในปี ค.ศ. 1761 จอห์น ฮิลล์ นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษเป็นคนแรกที่เชื่อมโยงมะเร็งกับสารเคมี โดยยกตัวอย่างยานัตถุ์ที่ก่อให้เกิดมะเร็งโพรงจมูก[4] ในปี ค.ศ. 1775 เซอร์เพอร์ซิวอลล์ พอตต์ ศัลยแพทย์ชาวอังกฤษ ออกรายงานอุบัติการณ์ของโรคมะเร็งอัณฑะในคนงานทำความสะอาดปล่องควัน โดยชี้ว่าเขม่าควันในปล่องเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งอัณฑะ[5] ในปี ค.ศ. 1915 ยะมะงะวะและอิชิคะวะทดลองใช้น้ำมันดินถ่านหินกับกระต่ายจนพบมะเร็งอย่างร้าย ต่อมาพบว่าสารก่อมะเร็งในน้ำมันดินถ่านหินคือ เบนโซเอไพรีน ซึ่งเป็นสารกลุ่มโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ที่พบในเขม่าควันในปล่องควันด้วย[3][6]

คุณสมบัติของสารก่อกลายพันธุ์ถูกพูดถึงครั้งแรกในปี ค.ศ. 1927 เมื่อเฮอร์มันน์ โจเซฟ มุลเลอร์ค้นพบว่ารังสีเอ็กซ์ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ของยีนในแมลงวันทอง[7] ในปีต่อมา ลิวอิส สแตดเลอร์ค้นพบว่ารังสีเอ็กซ์มีผลต่อการกลายพันธุ์ในข้าวบาร์เลย์[8] และรังสีอัลตราไวโอเลตในข้าวโพด[9]

การบ่งชี้สารก่อกลายพันธุ์เริ่มในทศวรรษที่ 1940 เมื่อชาร์ล็อตต์ เอาเออร์บัคและเจ. เอ็ม. ร็อบสันพบว่าก๊าซมัสตาร์ดก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ในแมลงวันทอง[10] เมื่อมีการคิดค้นการทดสอบเอมส์โดยบรูซ เอมส์ สารหลายชนิดถูกนำไปทดสอบจนพบว่า 90% ของสารก่อมะเร็งในสมัยนั้นเป็นสารก่อกลายพันธุ์ (รายงานภายหลังพบว่ามีค่าลดลง)[11][12][13] และประมาณ 80% ของสารก่อกลายพันธุ์ก็ก่อให้มะเร็งด้วยเช่นกัน[13][14] อย่างไรก็ตาม สารก่อกลายพันธุ์ไม่ได้ก่อให้เกิดโรคมะเร็งเสมอไป

ผลกระทบ[แก้]

ดูบทความหลักที่: มิวทาจีเนซิส

สารก่อกลายพันธุ์มีผลต่อการสร้างและการถ่ายแบบดีเอ็นเอและนำไปสู่การกลายพันธุ์หลายแบบ เช่น ทำให้อวัยวะหรือระบบสูญเสียหน้าที่ ทำให้เกิดมะเร็ง ทำให้ลำดับดีเอ็นเอผิดปกติ สารก่อกลายพันธุ์ชนิดแคลสโตเจน (clastogen) ทำให้โครโมโซมไม่เสถียร[15] นำไปสู่ความผิดปกติของโครโมโซมเช่น การสับเปลี่ยน การหลุดหาย สารก่อกลายพันธุ์ชนิดแอนิวเจน (aneugen) ก่อให้เกิดความผิดปกติที่เรียกว่า แอนิวพลอยดี (aneuploidy) ซึ่งเป็นความผิดปกติของจำนวนโครโมโซม

ประเภทของสารก่อกลายพันธุ์[แก้]

ทางกายภาพ[แก้]

ทางเคมี[แก้]

ทางชีวภาพ[แก้]

การป้องกัน[แก้]

สารต้านอนุมูลอิสระเป็นกลุ่มสารต้านการก่อมะเร็งที่พบในผักและผลไม้[16] ตัวอย่างของสารต้านอนุมูลอิสระได้แก่ วิตามินเอ วิตามินอี โพลีฟีนอล วิตามินซีช่วยยับยั้งการเกิดสารประกอบไนโตรซามีนที่ก่อให้เกิดมะเร็ง ฟลาโวนอยด์มีคุณสมบัติต้านมะเร็ง สารอื่น ๆ เช่น อินโดล-3-คาร์บินอลในพืชวงศ์ผักกาด เรสเวราทรอลในไวน์แดงและซัลฟอราเฟนในบรอคโคลีก็ช่วยป้องกันโรคมะเร็งเช่นกัน[17]

อ้างอิง[แก้]

  1. Toxicology And Carcinogenesis Studies Of Sodium Azide
  2. Niki Papavramidou; Theodossis Papavramidis; Thespis Demetriou (2010). "Ancient Greek and Greco-Roman Methods in Modern Surgical Treatment of Cancer". Annals of Surgical Oncology 17 (3): 665–7. PMC 2820670. PMID 20049643. doi:10.1245/s10434-009-0886-6. 
  3. 3.0 3.1 Nature and Nurture – Lessons from Chemical Carcinogenesis: Chemical Carcinogens – From Past to Present
  4. Hill, J. Cautions Against the Immoderate Use of Snuff. Founded on the Known Qualities of the Tobacco Plant; And the Effects it Must Produce when this Way Taken into the Body: And Enforced by Instances of Persons who have Perished Miserably of Diseases, Occasioned, or Rendered Incurable by its Use (R. Baldwin and J. Jackso, London, 1761).
  5. Brown, J. R.; Thornton, J. L. (1957). "Percivall Pott (1714-1788) and Chimney Sweepers' Cancer of the Scrotum". British journal of industrial medicine 14 (1): 68–70. PMC 1037746. PMID 13396156. doi:10.1136/oem.14.1.68. 
  6. Cook, J. W., Hewett, C. L. & Hieger, I. (1933). "The isolation of a cancer-producing hydrocarbon from coal tar". Journal of Chemical Society 24: 395–405. doi:10.1039/JR9330000395. 
  7. Muller, H. J. (1927). "Artificial Transmutation of the Gene". Science 66 (1699): 84–87. PMID 17802387. doi:10.1126/science.66.1699.84. 
  8. Stadler, L. J. (1928). "Mutations in Barley Induced by X-Rays and Radium". Science 68 (1756): 186–187. PMID 17774921. doi:10.1126/science.68.1756.186. 
  9. Stadler, L. J.; G. F. Sprague (1936-10-15). "Genetic Effects of Ultra-Violet Radiation in Maize. I. Unfiltered Radiation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (US Department of Agriculture and Missouri Agricultural Experiment Station) 22 (10): 572–578. Bibcode:1936PNAS...22..572S. PMC 1076819. PMID 16588111. doi:10.1073/pnas.22.10.572. สืบค้นเมื่อ 2007-10-11. 
  10. Charlotte Auerbach, J. M. Robson, & J. G. Carr (Mar 1947). "Chemical Production of Mutations". Science 105 (2723): 243–247. Bibcode:1947Sci...105..243A. doi:10.1126/science.105.2723.243. 
  11. McCann, J.; Choi, E.; Yamasaki, E.; Ames, B. N. (1975). "Detection of carcinogens as mutagens in the Salmonella/microsome test: Assay of 300 chemicals". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 72 (12): 5135–5139. PMC 388891. PMID 1061098. doi:10.1073/pnas.72.12.5135. 
  12. "Statistical analysis of Salmonella test data and comparison to results of animal cancer tests". Mutation Research 205 (1–4): 183–195. 1988. PMID 3285186. doi:10.1016/0165-1218(88)90017-1.  Unknown parameter |vauthors= ignored (help)
  13. 13.0 13.1 "Reproducibility of microbial mutagenicity assays: II. Testing of carcinogens and noncarcinogens in Salmonella typhimurium and Escherichia coli". Environmental Mutagenenesis 7 (suppl. 5): 1–248. 1985. PMID 3905369.  Unknown parameter |vauthors= ignored (help)
  14. Romualdo Benigni; Cecilia Bossa (2011). "Alternative strategies for carcinogenicity assessment: an efficient and simplified approach based on in vitro mutagenicity and cell transformation assays". Mutagenesis 26 (3): 455–460. PMID 21398403. doi:10.1093/mutage/ger004. 
  15. Huang, L.; Snyder, A. R.; Morgan, W. F. (2003). "Radiation-induced genomic instability and its implications for radiation carcinogenesis". Oncogene 22 (37): 5848–5854. PMID 12947391. doi:10.1038/sj.onc.1206697. 
  16. Carcinogens and Anticarcinogens in the Human Diet. National Academy Press. 1996. ISBN 0-309-05391-9. 
  17. "Sulforaphane destabilizes the androgen receptor in prostate cancer cells by inactivating histone deacetylase 6". Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (39): 16663–8. 2009. PMC 2757849. PMID 19805354. doi:10.1073/pnas.0908908106.  Unknown parameter |vauthors= ignored (help)

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]