Działanie wybranych mutagenów
1) CZYNNIKI FIZYCZNE
Promieniowanie jonizujące
Promieniowaniem o dużej energii, powodują pękanie cząsteczki DNA, niszczenie cukrów oraz zasad.
Pękanie wiązań chemicznych, fragmentacja nici DNA
Różne aberracje chromosomowe. Promienie jonizujące działają szkodliwie na organizmy żywe, gdyż w wyniku jonizacji zostają zapoczątkowane reakcje chemiczne, powodujące m.in. poważne zmiany w budowie substancji organicznych komórki, decydujących o jej życiu i rozwoju, w wyniku czego zachodzą w organizmie poważne zmiany uszkadzające. Jonizacja wywołuje zaburzenia biochemiczne spowodowane zmianą składu chemicznego i mechanizmu przemiany materii.
Promieniowanie nadfioletowe
Łączenie się sąsiadujących z sobą cząsteczek tyminy (rzadziej cytozyny) w dimery.
Ten rodzaj promieniowania inicjuje reakcję chemiczną pomiędzy dwoma cząsteczkami tyminy (jednej z zasad azotowych wchodzących w skład nukleotydów DNA).
Mutacje punktowe, rzadziej pękanie chromosomów.
Głównym efektem działania promieni UV na DNA jest tworzenie dimerów pirymidynowych C-C, C-T a zwłaszcza dimerów T-T.
Promieniowanie ultrafioletowe (UV) zabija komórki niszcząc ich DNA
Podwyższona temperatura
Większa zawodność działania całego aparatu genetycznego. Powoduje hydrolizę wiązań beta-N-glikozydowych, co generuje miejsca pozbawione zasad
Częstsze pękanie chromosomów liczniejsze mutacje punktowe
2) CZYNNIKI CHEMICZNE
Analogi zasad azotowych (np. 5-bromouracyl; analog tyminy)
Włączane są do syntezowanych łańcuchów DNA zamiast prawidłowych zasad
Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA.
Powodują one mutacje na skutek niewłaściwego parowania zasad.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
Przekształcane przez enzymy obecne w komórce do związków epoksydowych, które działają metylująco.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne zaliczane są do promutagenów, czyli związków, które stają się właściwymi mutagenami dopiero po metabolicznym przekształceniu w organizmie.
Trudność rozplecenia nici DNA (mutacja letalna) lub mutacje punktowe
Kwas azotawy HNO2
Usuwa grupę aminową guaniny, adeniny i cytozyny, zmieniając je odpowiednio w ksantyną, hipoksantynę i uracyl (deaminacja ?NH2-> -OH
Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA
Hydroksylo amina NH2OH
Reaguje z cytoplazmą w DNA zmieniając ją na związek zbliżony do uracylu, działa też na enzymy komórkowe
Mutacje punktowe
Aktywne formy tlenu (np. rodniki OH)
Utleniają zasadny azotowe, dając np. 2-oksyguaninę lub 8- oksyadeninę.
Główną, aktywną formą tlenu, odpowiedzialną za powstanie większości oksydacyjnych uszkodzeń cząsteczki DNA, jest rodnik hydroksylowy Wynika to z jego silnie elektrofilowego charakteru, który warunkuje dwa podstawowe typy przemian składowych cząsteczki DNA:
reakcję addycji z wiązaniami zasad azotowych oraz dehydratację cząsteczek deoksyrybozy.
Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA
Barwniki akrydynowe (np. oranż akrydynowy, akryloflawina, bromek etydyny)
a)Wbudowują się między zasady DNA powodując ich rozsunięcie
*Mutacje typu krótkich inercji lub delecji podczas rplikacji DNA.
Deformacje matrycy DNA, spowodowane interkalacją barwników akrydynowych, wywołują błędy replikacji, prowadzące w rezultacie do delecji lub insercji pojedynczych par nukleotydów, a w dalszej konsekwencji do mutacji typu zmiany ramki odczytu.
Dodaj komentarz