mutagènai (lot. mutatio – pa(si)keitimas, permaina + gr. genos – giminė, kilmė), fiziniai, cheminiai ir biologiniai veiksniai, sukeliantys organizmų mutacijas. Fiziniams mutagenams priskiriama jonizuojančioji spinduliuotė, ultravioletinė spinduliuotė, staigūs temperatūros pokyčiai – aukšta arba žema temperatūra, vibracija. Kai kurių spinduliuotės rūšių ir ultragarso mutageniškumas nėra galutinai ištirtas. Cheminių mutagenų ypač daug. Tai ir purino‑pirimidino bazių analogai, alkaloidai, gliukozidai, aktyviosios deguonies formos (laisvieji radikalai, vandenilio peroksidas). Ypatingai stiprūs mutagenai yra alkilinančiosios medžiagos, kurios naudojamos dirbtinai sukelti mutacijas. Biologiniai mutagenai yra svetimos (egzogeninės) nukleorūgštys (todėl mutacijų dažnį gali padidinti infekcijos, ypač virusinės), judrieji genomo elementai, stresas. Skirstomi į biotinius (dėl kitų organizmų, pvz., amarų, virusų ir panašaus poveikio) ir abiotinius (temperatūros svyravimai, deguonies stoka, sausra, badas ir kita) biologinius mutagenus. Kaip biologiniai mutagenai gali veikti ir įvairūs metabolizmo, ypač deoksiribonukleorūgšties (DNR) apykaitos, sutrikimai, pvz., mutacijas sukelia topoizomerazių veiklos sutrikimai. Mutagenai atsiranda ir ilgai laikytuose maisto produktuose (daugiausia dėl oksidacijos), senose augalų sėklose. Mutagenai skirstomi į tiesioginius ir netiesioginius. Netiesioginiai mutagenai gali susidaryti kaip metabolizmo produktai iš nemutageniškų junginių, ypač iš organizmui nebūdingų medžiagų, vadinamųjų ksenobiotikų (vaistų, pesticidų). Tokie mutagenai vadinami promutagenais. Yra specialių metodų aptikti promutagenus, ir ši savybė numatoma jų vartojimo reglamente. Stresas kaip mutagenas t. p. dažniausiai veikia netiesiogiai: sužadina judriuosius genomo elementus, aktyviąsias deguonies formas. Santykinai mutagenai skirstomi į natūralius, arba aplinkos (yra žmogaus ir kitų organizmų aplinkoje) ir dirbtinius. Dirbtiniai mutagenai specialiai naudojami dirbtinėms (sukeltoms, indukuotoms) mutacijoms gauti. Tas pats mutagenas gali būti ir natūralus, ir dirbtinis, pvz., jonizuojančioji spinduliuotė. Jos fonas yra natūralus, bet gali būti padidėjęs dėl radioterapijos arba organizmus specialiai apšvitinus mutacijoms gauti. Tai būdinga ir ultravioletinei spinduliuotei: yra natūralus jos fonas, bet galimas ir stipresnis poveikis dėl nesaikingo kaitinimosi saulėje, soliariume. Labai pavojingi tie aplinkos mutagenai, kurie gali patekti su maistu arba jį netinkamai ruošiant, ypač kaitinant. Taip iš augaluose esančių antrinių metabolitų (gliukozidų, alkaloidų) susidaro nitrozaminai. Pavojinga maisto produktų tarša pesticidais: kaitinant gali susidaryti polichlorinti bifenilai, ypač pavojingas dioksinas. Nitrozaminai susidaro iš tabako alkaloidų rūkant. Tai dažna kvėpavimo takų, plaučių vėžio priežastis, nes daugelis mutagenų yra ir kancerogenai. Kaip angliavandenilių degimo produktas aplinkoje atsiranda mutageniški policikliniai arenai (dažniausiai promutagenai), iš jų naftos degimo produktas benzpirenas. Organizmai turi įgimtų gebėjimų apsisaugoti nuo mutagenų, ypač tokių, kurie būdingi organizmo aplinkai, bet tik iki tam tikros ribos. Senstant arba dėl genų mutacijų, ypač DNR reparacijos genuose, šios apsauginės organizmo priemonės sutrinka, todėl vėžio dažnis tarp vyresnio amžiaus žmonių labai padidėja (iki 107 karto). Daugeliui mutagenų būdingas didesnis ar mažesnis specifiškumas. Tai lemia skirtinga mutagenų sąveika su genetinėmis struktūromis (DNR, chromatinu). Pvz., kolchicinas sukelia beveik vien tik poliploidiją, ultravioletinė spinduliuotė – specifines DNR pažaidas, pirimidinų dimerus (todėl ultravioletinė spinduliuotė naudojama kaip baktericidinė priemonė). Ultravioletinė spinduliuotė, kaip ir jonizuojančioji spinduliuotė, sukelia DNR trūkius, todėl žūva ląstelės. Skiriasi tik skvarbumu į ląstelę. Ultravioletinė spinduliuotė neskvarbi, tinka naikinti tik vienaląsčius organizmus, o jonizuojančioji spinduliuotė skvarbi, todėl naudojama radioterapijoje. Dar reparacija, fotoreaktyvacija, antimutagenai.
3163