CHANGES IN THE CONTENT OF NUCLEIC ACIDS IN THE TISSUES OF THE CURB (CARASSIUS CARASSIUS L.) AS A POTENTIAL MARKER OF BIOINDICATION OF THE TOXIC EFFECT OF THE AQUATIC ENVIRONMENT
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.13.2025.8Keywords:
nucleic acids, RNA/DNA, fish, toxicants, metabolism, liver, tissues, bioindicationAbstract
The article presents experimental results on the effects of various toxicants on the nucleic acid homeostasis in Carassius carassius tissues. The study assessed the quantitative content of RNA, DNA, and the RNA/DNA ratio in four tissue types (liver, white muscle, brain, and gills) following exposure to mycotoxin T2 (2 mg/dm³), aflatoxin B1 (1 mg/dm³), lead salt (5 mg/dm³ as Pb²⁺ ion), the herbicide Zencor (3 mg/dm³), and sodium lauryl sulfate (2 mg/dm³). Fish were kept under controlled aquarium conditions for 14 days. Nucleic acid content was determined spectrophotometrically by measuring optical densities at 260 and 286 nm for RNA, and 268 and 284 nm for DNA. The RNA/DNA ratio was used as an integrated indicator of metabolic activity.The results demonstrated that DNA levels remained stable across all groups, indicating preserved cellularmass. However, RNA levels significantly decreased under all toxicant exposures, particularly under T2 (up to 40–50%) and lead ions. These tissues also showed the most significant decrease in RNA/DNA ratio – by 40% (p < 0,05) and 34% (p < 0,05) relative to control. Statistically significant declines were also observed in the brain and gills, highlighting the systemic nature of the stress response. Among the tested toxicants, T2 and Pb²⁺ had the most pronounced inhibitory effects on cellular biosynthesis, while Zencor and lauryl sulfate induced moderate but significant changes. Therefore, the RNA/DNA ratio proved to be a sensitive and informative biomarker that reflects early metabolic disturbances in fish tissues under the influence of various chemical stressors. Its pronounced responsiveness to even moderate concentrations of toxicants highlights its diagnostic value for detecting sublethal physiological effects that may not be visible through morphological or conventional biochemical indicators. Due to its integrative nature, the RNA/DNA ratio can be effectively applied as a reliable tool in bioindication systems, supporting early-warning assessments and long-term ecological monitoring of aquatic ecosystems, particularly in environments exposed to anthropogenic pressure.
References
Апецько А.М., Симонова Н.А., Мехед О.Б. Зміни біохімічних показників в органах та тканинах коропа лускатого Сyprinus carpio L. за дії гербіцидів у поєднанні із солями цинку. Сучасні проблеми теоретичної і практичної іхтіології : збірник наукових праць. Харків, 2021. С. 9–13.
Афанасьєва К.С., Чопей М.І. Сучасні методи молекулярної біології. Київ : КНУ імені Т.Г. Шевченка, 2024. 129 с.
Грубінко В.В. Інтегральна оцінка токсичного ураження у біологічних системах. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія «Біологія». 2005а. № 3. С. 111–114.
Грубінко В.В. Системна оцінка метаболічних адаптацій у гідробіонтів. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія «Біологія». 2005b. № 2. С. 36–39.
Желай М.В., Полотнянко Л.В., Ячна М.Г., Мехед О.Б., Третяк О.П. Вплив мікотоксину Т2 на іхтіологічні показники коропових риб. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія «Біологія». 2023a. Т. 84. № 1. С. 35–40. https://doi.org/10.25128/2078-2357.24.1.5.
Желай М.В., Ячна М.Г., Мехед О.Б., Третяк О.П. Адаптивні зміни іхтіологічних показників коропових риб за дії мікотоксину Т2. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату : збірник наукових праць. Чернігів, 2023b. С. 77–78.
Матюшко С.М., Мехед О.Б. Зміни вмісту аденілатів у тканинах коропа за дії мікотоксину Т2. Biota. Human. Technology. 2024. № 3. С. 78–83. https://doi.org/110.58407/bht.3.24.5.
Мехед О.Б. Вплив мікотоксину Т2 на деякі біохімічні показники гідробіонтів. Молюски: результати, проблеми і перспективи досліджень : збірник наукових праць. Житомир, 2024. С. 19–21.
Мехед О.Б. Вплив токсикантів різної хімічної природи на вміст нуклеїнових кислот в організмі коропа різного віку. Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології : збірник наукових праць. Тернопіль, 2013a. С. 203–205.
Мехед О.Б. Вміст нуклеїнових кислот в органах та тканинах коропа залежно від умов утримання. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія «Біологія». 2013b. № 3 (56). С. 73–78.
Мусієнко Н.Г., Жиденко А.О., Мехед О.Б., Коваленко О.М. Вплив пестицидів на морфологічні показники коропа. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія «Біологія». 2005. № 3 (26). С. 319–321.
Ніколаєнко Т.М., Іващенко М.О., Іващенко Н.В., Мехед О.Б. Адаптивні зміни показників крові коропа лускатого (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) як відповідь на забруднення води. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату : збірник наукових праць. Чернігів, 2023. С. 99–100.
Пантюшенко І.М., Мехед О.Б., Третяк О.П. Особливості нуклеїнового гомеостазу цьогорічки коропа за токсичних умов утримання. Екологічний інтелект – 2012 : збірник наукових праць. Дніпропетровськ, 2012. С. 63–65.
Полотнянко Л.В., Мехед О.Б. Зміни біохімічних показників у тканинах коропа лускатого (Cyprinus carpio L.) під дією мікотоксину Т2. Актуальні проблеми дослідження довкілля : збірник наукових праць. Суми, 2023a. С. 205–207.
Полотнянко Л.В., Мехед О.Б. Накопичення мікотоксинів у м’язах коропа лускатого (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) при згодовуванні корму, контамінованого T2-токсином. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату : збірник наукових праць. Чернігів, 2023b. С. 105–106.
Gilbey J., Carvalho G., Castilho R., Coscia I., Coulson M.W., Dahle G., Derycke S., Francisco S.M., Helyar S.J., Johansen T., Junge C., Layton K.K., Martinsohn J., Matejusova I., Robalo J.I., Rodríguez-Ezpeleta N., Silva G., Strammer I., Vasemägi A., Volckaert F.A. Life in a drop: Sampling environmental DNA for marine fishery management and ecosystem monitoring. Marine Policy. 2021. № 124. P. 104331–104331. https://doi.org/10.1016/j.marpol.2020.104331.
Lowry O., Rosebrough N., Farr A., Randall R. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal Biological Chemistry. 1951. № 193. P. 265–275.
Marques V., Milhau T., Albouy C., Dejean T., Manel S., Mouillot D., Juhel J. GAPeDNA: Assessing and mapping global species gaps in genetic databases for eDNA metabarcoding. Diversity and Distributions / T. Dutta (Ed.). 2021. № 27 (10). P. 1880–1892. https://doi.org/10.1111/ddi.13142.
Pawlowski J., Bonin A., Boyer F., Cordier T., Taberlet P. Environmental DNA for biomonitoring. Molucular Ecology. 2021. № 30 (13). Р. 2931–2936. https://doi.org/10.1111/mec.16023.
Polotnianko L., Mekhed O. Changes in the morphological indicators of carp under the action of mycotoxin T2. Biota. Human. Technology. 2024. № 3. P. 69–76. https://doi.org/10.58407/bht.3.24.4.
Stat M., John J., DiBattista, J.D., Newman S.J., Bunce M., Harvey E.S. Combined use of eDNA metabarcoding and video surveillance for the assessment of fish bioddiversity. Conservation Biology. 2019. № 33 (1). P. 196–205. https://doi.org/10.1111/cobi.13183.
Yatsenko I.V., Bohatko N.M., Bulgakova N.V. Hygiene and expertise of food hydrobionts and their processing products. Part 1 : Hygiene and expertise of fishery products : A textbook. Kharkiv : Disa Plus, 2017. 168 р.
Veilleux H.D., Misutka M.D., Glover C.N. Environmental DNA and environmental RNA: Current and prospective applications for biological monitoring. Science of the Total Environment. 2021. № 782. P. 146891–146891. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146891.
World Medical Association. World Medical Association Declaration of Helsinki. Ethical principles for medical research involving human subjects. Bulletin of the World Health Organization. 2001. № 79 (4). P. 373–374. URL: https://iris.who.int/handle/10665/268312.
