Czynniki

mutagenne

MUTAGENY

MUTAGENY

• Fizyczne

(promieniowanie)

• Chemiczne

(różne związki

chemiczne)

• Biologiczne

(wirusy)

• promieniowanie jonizujące

(X, neutrony,

promieniowanie kosmiczne) jest to
promieniowanie wysokoenergetyczne, które
przenikając przez środowisko powoduje jonizację
napotkanych atomów. Najbardziej wrażliwe są
tkanki o komórkach intensywnie dzielących się
(gruczoły płciowe, układ krwiotwórczy).

Fizyczne

Fizyczne

• jeśli wolny rodnik przyłączy się do zasady –

osłabienie wiązania, wypadnięcie nukleotydu

• przyłączenie do grupy fosforanowej – pęka nić

DNA. Jeżeli dzieje się tak po obydwu stronach
(10 do 20 razy rzadziej), może pęknąć cały
chromosom .

Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie
jonizujące
powoduje
powstawanie
wolnych
rodników które
reagują z DNA.

promieniowanie UV

emituje fale

pochłaniane przez DNA (~ 260nm),

większa

długość fali = mniejsza energia

, a tym

samym mniejsza zdolność przenikania przez
tkanki.

Nie powoduje jonizacji ale wzbudza

atomy.

Promieniowanie UV jest także absorbowane
przez RNA i białka.

Promieniowanie UV

Promieniowanie UV

• powstają dimery

pirymidynowe
(głównie T-T)

• powstają wiązania

DNA z białkami

• rzadziej: pękanie

pojedynczych nici

• analogi zasad
• związki

alkilujące

• związki

nitrozowe

• barwniki

akrydynowe

• nitropireny
• pestycydy

Chemiczne

Chemiczne

• metale ciężkie
• leki

przeciwnowotwor
owe

• inne leki
• węglowodory

aromatyczne
wielopierścieniow
e

Analogi zasad

Analogi zasad

5-bromouracyl

– analog tyminy, wiąże się z

guaniną zamiast z adeniną

Forma ketonowa 5-BU tworzy prawidłowe wiązanie z ADENINĄ, forma

enolowa – z GUANINĄ

2-aminopuryna

– analog adeniny, wiąże się z

cytozyną zamiast z tyminą

Związki alkilujące

Związki alkilujące

Powodują przyłączanie

dodatkowych rodników

alkilowych do zasad DNA

(najczęściej guaniny).

Następuje wycinanie zmodyfikowanych zasad
przez endonukleazy lub specyficzne glikozylazy
DNA – miejsce

apurynowe, apirymidynowe

lub

transwersje (A-C, C-T)

• Alkilacja zasad

– wiązanie krzyżowe w obrębie

1 lub dwóch nici (związki dwufunkcyjne)

• Alkilacja grupy fosforanowej

– pękanie

łańcucha DNA (związki jednofunkcyjne)

• iperyt azotowy
• busulfan
• cyklofosfamid

• sulfonian

dwumetylowy

• sulfonian

etylometylowy

Związki nitrozowe (HNO

Związki nitrozowe (HNO

2

2

)

)

Powodują dezaminację DNA i RNA
zamieniając:

cytozynę w uracyl

guaninę w ksantynę

adeninę w hipoksantynę

HNO

2

Barwniki akrydynowe

Barwniki akrydynowe

• proflawina
• akryflawina
• oranż akrydynowy
• quinakryna
• bromek etydyny

Interkalują w DNA zniekształcając
matrycę, wypadnięcie lub dostawienie
zasad - (przesunięcie ramki odczytu)

BUDOWA: Potrójny pierścień
skondensowany z różnymi
podstawnikami

Zastosowanie mutagenów:

Zastosowanie mutagenów:

leki przeciwnowotworowe

leki przeciwnowotworowe

• leki alkilujące (cyklofosfamid, busulfan)
• analogi zasad (6-fluorouracyl, 2-

merkaptouryna)

• antymetaboliki (metotrexan –

antagonista kwasu foliowego
odpowiedzialnego za segregację
chromosomów)

• antybiotyki (adriamycyna, bleomycyna)
• alkaloidy (winkrystyna, winblastyna)
• inhibitory topoizomerazy II (etapozyt)

PODZIAŁ LEKÓW

PRZECIWNOWOTWOROWYCH

• NIESWOISTE
• SWOISTE DLA CYKLU KOMÓRKOWEGO (słabiej

działają na fazę G0)

– Związki Alkilujące
– Antybiotyki

• SWOISTE DLA FAZY CYKLU KOMÓRKOWEGO

– FAZA S – antymetabolity
– FAZA M – alkaloidy barwinka
– FAZA G2 – bleomycyna
– FAZA G1 - asparaginaza

• syntezy

dezoksyrybonukleotydó
w – 6-fluorouracyl

• niszczenie wrzeciona

kariokinetycznego
(kolchicyna)

• gotowego DNA –

cisplatyna (wiązanie
krzyżowe)

Leki stosuje się na różnych

etapach:

cisplatyna

Metody badania

Metody badania

mutagenności - Prokaryota

mutagenności - Prokaryota

Bakterie his –miesza się z
homogenatem z wątroby
szczura. Wylewa się na
podłoże minimalne (nie
zawierające histydyny).
Przeżyją tylko te, które
„nauczyły się”
syntetyzować histydynę –
his +, czyli rewertanty
(mutacja powrotna)

Test Amesa

Test indukcji faga



2 szczepy bakteryjne
– jeden z
lizogenicznym
fagiem, drugi
normalny. Hodowla
na stałym podłożu,
dodaje się badanego
związku - indukcja
faga (uszkodzenie
DNA i przestawienie
na cykl lityczny).
Wirusy atakują
zdrowe komórki.
Ilość łysinek
świadczy o stopniu
mutagenności.

Metody badania

Metody badania

mutagenności - Eukaryota

mutagenności - Eukaryota

• test wykrywania dominujących mutacji

letalnych u ssaków

• test plamkowy
• badanie aberracji chromosomowych in

vitro (CA)

• test wymiany chromatyd siostrzanych

(SCE)

• test in vivo (test mikrojądrowy)
• test kometkowy

Test plamkowy

Test plamkowy

+

aa/bb/SS AA/BB/SS

Aa/Bb/SS Aa/bb/SS
agouti czarne agouti z

brązową łatą

na

czarnym

tle

A – gen agouti
B – gen czarnej barwy

S – jednolite
wybarwienie

a – jednolite
wybarwienie
b – brązowa barwa

s – łaciatość

Związek jest
mutagenem, jeżeli na
500 myszek urodzą się
4 z brązową łatą

Test kometkowy

Test kometkowy

•czynnik
mutagenny

•zawieszenie w
kropli agarozy

•szkiełko

•obróbka zaczyna
się w roztworze do
lizy (niszczenie
błon
komórkowych)

•elektroforeza
DNA. wybarwianie
fluorochromem

Etapy elektroforezy testu
kometkowego (DNA
zdegradowane)

Addukty (np. benzopiren)

Addukty (np. benzopiren)

Reagują z cząsteczką DNA, pochodne węglowodorów
aromatycznych. Nie są mutagenne w takiej postaci, w
jakiej je wdychamy, dopiero po szeregu obróbek
metabolicznych. Łączą się z zasadą azotową.

Testy na addukty:

• fluorescencyjne (pochłaniają promieniowanie UV)

metoda mało czuła.

• metoda immunologiczna (zachowują się jak antygeny –

można przeciwko nim wyprodukować przeciwciała –
wykrywają 1/10^8 zasad z adduktem)

• metoda znakowania P radioaktywnym