สารก่อกลายพันธุ์

สารก่อกลายพันธุ์ (อังกฤษ: mutagen) คือสารที่สามารถเปลี่ยนสารพันธุกรรม โดยเฉพาะดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตและเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์จนเกินระดับปกติ การกลายพันธุ์หลายแบบก่อให้เกิดโรคมะเร็ง สารก่อกลายพันธุ์จึงมักถูกจัดอยู่ในกลุ่มสารก่อมะเร็ง อย่างไรก็ตาม สารก่อกลายพันธุ์บางชนิด เช่น ไม่ก่อให้เกิดโรคมะเร็ง การกลายพันธุ์ที่ไม่ได้เกิดจากสารก่อกลายพันธุ์เรียกว่า "การกลายพันธุ์แบบเกิดเอง" (spontaneous mutations) ซึ่งเกิดได้จากความผิดพลาดของกระบวนการ การถ่ายแบบดีเอ็นเอและ

สัญลักษณ์สากลสำหรับสารก่อกลายพันธุ์, สารก่อมะเร็งและสารพิษต่อระบบสืบพันธุ์

การค้นพบสารก่อกลายพันธุ์

สารก่อกลายพันธุ์กลุ่มแรกที่มีการบ่งชี้คือ สารก่อมะเร็ง ซึ่งก่อให้เกิดความผิดปกติหลายอย่างเช่น เนื้องอก มีการพูดถึงเนื้องอกมานานกว่า 2,000 ปีก่อนมีการค้นพบโครโมโซมและดีเอ็นเอ เมื่อ 500 ปีก่อนคริสตกาล ฮิปพอคราทีส แพทย์ชาวกรีกโบราณเรียกเนื้องอกว่า karkinos (แปลว่า "ปู") ต่อมาคำนี้เป็นที่มาของคำว่ามะเร็ง (cancer) ในปี ค.ศ. 1567 แพราเซลซัส แพทย์ชาวสวิสพบว่ามีสารที่ทำให้คนงานเหมืองป่วย (ต่อมาสารดังกล่าวคือ แก๊สเรดอน) ในปี ค.ศ. 1761 นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษเป็นคนแรกที่เชื่อมโยงมะเร็งกับสารเคมี โดยยกตัวอย่างยานัตถุ์ที่ก่อให้เกิดมะเร็งโพรงจมูก ในปี ค.ศ. 1775 เซอร์ ศัลยแพทย์ชาวอังกฤษ ออกรายงานอุบัติการณ์ของโรคมะเร็งอัณฑะในคนงานทำความสะอาดปล่องควัน โดยชี้ว่าเขม่าควันในปล่องเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งอัณฑะ ในปี ค.ศ. 1915 ยะมะงะวะและอิชิคะวะทดลองใช้กับกระต่ายจนพบมะเร็งอย่างร้าย ต่อมาพบว่าสารก่อมะเร็งในน้ำมันดินถ่านหินคือ เบนโซเอไพรีน ซึ่งเป็นสารกลุ่มโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ที่พบในเขม่าควันในปล่องควันด้วย

คุณสมบัติของสารก่อกลายพันธุ์ถูกพูดถึงครั้งแรกในปี ค.ศ. 1927 เมื่อค้นพบว่ารังสีเอ็กซ์ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ของยีนในแมลงวันทอง ในปีต่อมา ค้นพบว่ารังสีเอ็กซ์มีผลต่อการกลายพันธุ์ในข้าวบาร์เลย์ และรังสีอัลตราไวโอเลตในข้าวโพด

การบ่งชี้สารก่อกลายพันธุ์เริ่มในทศวรรษที่ 1940 เมื่อและพบว่าก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ในแมลงวันทอง เมื่อมีการคิดค้นการทดสอบเอมส์โดย สารหลายชนิดถูกนำไปทดสอบจนพบว่า 90% ของสารก่อมะเร็งในสมัยนั้นเป็นสารก่อกลายพันธุ์ (รายงานภายหลังพบว่ามีค่าลดลง) และประมาณ 80% ของสารก่อกลายพันธุ์ก็ก่อให้มะเร็งด้วยเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สารก่อกลายพันธุ์ไม่ได้ก่อให้เกิดโรคมะเร็งเสมอไป

ผลกระทบ

สารก่อกลายพันธุ์มีผลต่อการสร้างและการถ่ายแบบดีเอ็นเอและนำไปสู่การกลายพันธุ์หลายแบบ เช่น ทำให้อวัยวะหรือระบบสูญเสียหน้าที่ ทำให้เกิดมะเร็ง ทำให้ลำดับดีเอ็นเอผิดปกติ สารก่อกลายพันธุ์ชนิด (clastogen) ทำให้โครโมโซมไม่เสถียร นำไปสู่ความผิดปกติของโครโมโซมเช่น การสับเปลี่ยน การหลุดหาย สารก่อกลายพันธุ์ชนิด (aneugen) ก่อให้เกิดความผิดปกติที่เรียกว่า (aneuploidy) ซึ่งเป็นความผิดปกติของจำนวนโครโมโซม

ประเภทของสารก่อกลายพันธุ์

ทางกายภาพ

• รังสีก่อไอออน เช่น รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา อนุภาคแอลฟา แหล่งที่พบทั่วไปคือ และซีเซียม-137
• รังสีอัลตราไวโอเลต ที่มีความยาวคลื่นเกินกว่า 260 นาโนเมตร
• การสลายให้กัมมันตรังสี

ทางเคมี

• (ROS)
• สารก่อ
• โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs)
• สารก่อ
• แอลคาลอยด์
• โบรมีน
• เบนซีน

ทางชีวภาพ

• ทรานส์โพซอน
• ไวรัส เช่น
• แบคทีเรีย เช่น Helicobacter pylori

การป้องกัน

สารต้านอนุมูลอิสระเป็นกลุ่มสารต้านการก่อมะเร็งที่พบในผักและผลไม้ ตัวอย่างของสารต้านอนุมูลอิสระได้แก่ วิตามินเอ วิตามินอี วิตามินซีช่วยยับยั้งการเกิดสารประกอบที่ก่อให้เกิดมะเร็ง ฟลาโวนอยด์มีคุณสมบัติต้านมะเร็ง สารอื่น ๆ เช่น ในพืชวงศ์ผักกาด ในไวน์แดงและในบรอคโคลีก็ช่วยป้องกันโรคมะเร็งเช่นกัน

อ้างอิง

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. doi:10.1245/s10434-009-0886-6. PMC 2820670. PMID 20049643.
3. 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. doi:10.1136/oem.14.1.68. PMC 1037746. PMID 13396156.
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.{{}}: CS1 maint: multiple names: authors list ()
7. Muller, H. J. (1927). "Artificial Transmutation of the Gene" (PDF). Science. 66 (1699): 84–87. doi:10.1126/science.66.1699.84. PMID 17802387.
8. Stadler, L. J. (1928). "Mutations in Barley Induced by X-Rays and Radium". Science. 68 (1756): 186–187. doi:10.1126/science.68.1756.186. PMID 17774921.
9. ; G. F. Sprague (1936-10-15). "Genetic Effects of Ultra-Violet Radiation in Maize. I. Unfiltered Radiation" (PDF). 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. doi:10.1073/pnas.22.10.572. PMC 1076819. PMID 16588111. สืบค้นเมื่อ 2007-10-11.
10. , 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.{{}}: CS1 maint: multiple names: authors list ()
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. doi:10.1073/pnas.72.12.5135. PMC 388891. PMID 1061098.
12. McCann J, Gold LS, Horn L, McGill R, Graedel TE, Kaldor J (1988). (PDF). Mutation Research. 205 (1–4): 183–195. doi:10.1016/0165-1218(88)90017-1. PMID 3285186. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2012-10-30. สืบค้นเมื่อ 2016-05-31.
13. Dunkel VC, Zeiger E, Brusick D, McCoy E, McGregor D, Mortelmans K, Rosenkranz HS, Simmon VF (1985). "Reproducibility of microbial mutagenicity assays: II. Testing of carcinogens and noncarcinogens in Salmonella typhimurium and Escherichia coli". Environmental Mutagenenesis. 7 (suppl. 5): 1–248. PMID 3905369.
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" (PDF). Mutagenesis. 26 (3): 455–460. doi:10.1093/mutage/ger004. PMID 21398403.
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. doi:10.1038/sj.onc.1206697. PMID 12947391.
16. Carcinogens and Anticarcinogens in the Human Diet. National Academy Press. 1996. ISBN .
17. Gibbs A, Schwartzman J, Deng V, Alumkal J (2009). "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. doi:10.1073/pnas.0908908106. PMC 2757849. PMID 19805354.

แหล่งข้อมูลอื่น

• วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ สารก่อกลายพันธุ์