TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Možné účinky XENOBIOTIK ……

přímý toxický účinek - látka působí pouhou svou přítomností na kritickém místě v organismu

biochemický účinek - látka interaguje s cílovou molekulou (receptorem), ovlivní nějaký biochemický děje a tím některou životní funkci buňky, či organismu

imunotoxický účinek - změny imunitního systému projevující se snížením imunity, nebo nepřiměřenou, alergickou reakcí

mutagenita - změna genetické informace vedoucí ke změně vlastností následujících generací

karcinogenia - změna genetické informace vedoucí ke zhoubnému nádorovému bujení

teratogenita - poškození plodu vedoucí k narození defektního jedince

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Rostlinná buňka

TOXIKOLOGIE

Jak vypadá rostlinná buňka ……

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Živočišná buňka

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Jak vypadá buňka ……erythrocyty (buňky červených krvinek) - jsou bezjaderné a obsahují hemoglobin

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Jak vypadá buňka ……leukocyty (buňky bílých krvinek)

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Jak vypadá buňka …… buňky hladkého svalu

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Jak vypadá buňka …… buňky příčně pruhovaného svalu

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Jak vypadá buňka …… neurony (buňky nervové tkáně)

TOXIKOLOGIE

Buňka

TOXIKOLOGIE

Mitochondrie – buněčná elektrárna

N

NN

N

NH2

O

OHOH

HH

H

CH2

H

OPOPOPHO

O O O

OH OH OH

ADENIN

RIBÓZATRIFOSFÁT

Adenosintrifosfát - ATP

ATP = ADP

(adenosindifosfát) +

fosfátová skupina +

energie

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

Buněčné jádro

V buněčném jádře jsou přítomny chromozómy.

Každý chromozóm je tvořen jednou molekulou DNA.

Molekulu DNA tvoří řetěz mnoha pospojovaných genů.

VŠCHT

Praha

Stručná historie objevů souvisejících s DNA

1831 až 1868 - první zmínky o existenci DNA, 1944 - DNA prokázána jako nositelka genetické informace (výzkum Oswalda T. Aweryho), 1953 - James D. Watson a Francis H. Crick předkládají strukturní model dvoušroubovice DNA, 1966 – přítomnost DNA prokázána v chromosomech a mitochondriích, 1967 – objev tzv. restrikčních enzymů, „biologických nůžek“, které dokáží rozstřihnout dvojšroubovici DNA v místě specifické sekvence, 1973 – vyvinut postup výroby rekombinantních molekul DNA tím, že lidský gen byl připojen do molekul bakteriální DNA, 1976 – určeno pořadí molekul v genech, 1977 – počátek snah o mapování DNA, 1981 - poprvé izolovány lidské geny, 1982 – první léky produkované genovou manipulací - inzulin a interferon, 1983 - poprvé syntetizován umělý chromosom, objev tzv. Polymerase Chain Reaction (PCR) – řetězové reakce, při které je fragment DNA kopírován pomocí enzymu polymeráza, 1984 - poprvé uplatněna molekulární biologie v kriminalistice – genetický otisk prstu (DNA fingerprint), 1986 – společnost ABI uvádí automatický „sekvenátor“ DNA, 1988 - organizace na výzkum lidského genomu (Human Genome Organisation) oznámila úkol zmapovat kompletní skladbu DNA, 1990 - poprvé vyzkoušena léčba lidského organismu pomoci genových experimentů, 1991 - začátek projektu zkoumání lidského genomu mezinárodním veřejným konsorciem Human Genome Project (HGP), 1995 - rozluštění prvního genomu (bakterie Haemophilus influenzae), 1996 - rozluštěn eukaryontní genom pivovarských kvasinek (Saccharomyces cerevisiae), 1998 - rozluštěn genom prvního mnohobuněčného organismu - parazita hlístice (Caenorhabditis elegans). 1999 - popsán genetický kód lidského chromozómu 22, jednoho z 23 párů lidských chromozómů, 2000 - HGP oznámilo sestavení hrubého náčrtu celého lidského genomu, 2001 – oznámeno rozluštění 95 procent lidského genomu, 2002 – kompletní genetická mapa myši, 2003 - mezinárodní tým vědců oznámil dokončení plné identifikace lidského genomu.

TOXIKOLOGIE

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

DNA

Guanin

Adenin

Thymin

Guanin

TOXIKOLOGIE

Cytosin

Tmavě modrá – dusík

Světle modrá – vodík

Červená – kyslík

Šedivá – uhlík

Růžová – nevazebné elektronové páry

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

1983 - objev tzv. Polymerase Chain Reaction (PCR) – řetězové reakce, při které je fragment DNA kopírován pomocí enzymu polymeráza

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

2000 - HGP oznámilo sestavení hrubého náčrtu celého lidského genomu, 2001 – oznámeno rozluštění 95 procent lidského genomu, 2002 – kompletní genetická mapa myši, 2003 - mezinárodní tým vědců oznámil dokončení plné identifikace lidského genomu.

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

1984 - poprvé uplatněna molekulární biologie v kriminalistice – genetický otisk prstu (DNA fingerprint).

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

Je rovněž možné porovnat genotypy u velkého množství jedinců na různých kontinentech. To může pomoci při interpretaci různých vln stěhování národů v historii lidstva. Analýzou mitochondriální DNA z fosílií Neandrtálců starých 40 000 let bylo např. jednoznačně prokázáno, že Homo Neanderthalensis se od moderního člověka geneticky lišil mnohem více, než se předpokládalo.

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

Cyklista Jobie Dajka byl vyřazen z australského reprezentačního týmu na letní Olympijské hy v Athénách 2004. Důvodem bylo, že lhal při vyšetřování dopingového případu svého krajana Marka Frenche. J. Dajka nejprve popřel, že by věděl o dopingových praktikách mezi cyklisty dráhaři. Poté, když se našly stopy jeho DNA na ampulích v koši na odpadky, doznal se ke lži.

Přestože tedy sám nedovolené podpůrné látky nepoužíval, OH se účastnit nemohl. Tento případ nesvědčí jenom o schopnostech moderní vědy, ale i snaze Australského olympijského výboru čestně usilovat o dodržování ideálů olympijského hnutí.

VŠCHT

Praha

TOXIKOLOGIE

DNA

Mnoho prospěšného získáme studiem DNA virů. Virové choroby jsou současnými postupy jen omezeně léčitelné. Vakcinace chránící organismus proti účinkům některých virů je v důsledku jejich rychlé mutace vždy časově omezená. Při znalosti sekvence virů je možné s nimi lépe bojovat. Je například možné vpravit do napadeného organismu úseky DNA komplementární k virové sekvenci. Tyto speciální, nepůvodní sekvence blokují virovou mRNA, a tak virům zabraňují v množení. Druhým důvodem, proč jsou viry středem zájmu je ta skutečnost, že dokáží účinně infikovat lidskou DNA. Tato vlastnost z nich dělá potenciálního kandidáta pro přenos geneticky modifikovaných sekvencí do živého organisnu. Právě modifikované viry budou zřejmě sloužit pro opravu poškozených lidských genů.

TEM mikrografie bakteriofágu, viru napadajícího výhradně bakterie.