GENETYKA Anna Sadakierska Chudy , Grażyna Dąbrowska str6

94 Rozdział 7

genu w onkogen może być skutkiem translokacji. amplifikacji lub mutacji punktowej.

Na przykład:

mutacja może spowodować ekspresję jednego lub kilku onkogenów normalnie nieaktywnych w danej tkance,

- mutacja może spowodować nadekspresję genów' kontrolujących cykl komórkowy, co prowadzi do niekontrolowanych podziałów' komórkowych i nowotworzenia; tego typu mutacje są najczęściej dominujące, ale występują stosunkow o rzadko.

Podczas określania wpływu mutacji na fenotyp możemy mieć pewne trudności, ponieważ mutacja może mieć opóźnione działanie (fenotyp ujawnia się w^r późniejszym okresie życia) lub nie nastąpi penetracja mutacji (nie u wszystkich osobników mutacja się ujawnia).

7.3.4. Skutki mutacji u mikroorganizmów

Fenotyp opisuje się na podstawie wzrostu komórek na różnych podłożach, i tak:

a)    auksotrofy to mutanty tracące zdolność syntezy jakiegoś składnika pokarmowego, w ymagają wzbogacenia podłoża hodowlanego w tę substancję (niezmutowanc bakterie, prototrofy, same syntetyzują z prostych związków substancje potrzebne do życia, pożyw ka minimalna nie wymaga wzbogacania),

b)    mutanty warunkowo letalne giną w określonych warunkach wzrostu, np. mutanty termowrażliwe giną po podniesieniu temperatury; mutacja zmienia stabilność białka, podwyższona temperatura niszczy jego strukturę i aktywność,

c)    mutanty oporne na inhibitory żyją w obecności substancji toksycznych (np. antybiotyków); mutacja może zmieniać strukturę białka, które nie może już normalnie w iązać się z inhibitorem (np. oporność na streptomycynę u E. coli) lub może zmienić właściwości białka transportującego inhibitor do komórki (na tym polega oporność na toksyczne metale),

d)    mutanty regulatorowe opisane w punkcie 7.3.2 niniejszego rozdziału; przykładem może być mutacja operatora w operonie laktozow ym u E. coli, której efektem jest brak wiązania się represora z operatorem i ciągła ekspresja operonu.

7.4. Hipermutacje i mutacje programowane

7.4.1. Hipermutacje

Z hipermutacją mamy do czynienie wówczas, gdy komórka zw iększa częstość mutacji w^r swoim genomie. Pod wpływem UV lub mutagenów chemicznych może dochodzić do znacznych uszkodzeń genomu E. coli. Wówczas uaktywnia się system SOS, który umożliwia replikacja DNA, pomimo miejsc AP lub dimerów w łańcuchu polinukleotydowym. Zmiany takie normalnie blokują lub opóźniają kompleks replikacyjny, ponieważ polimeraza DNA III zatrzymuje się w miejscu uszkodzenia. System SOS umożliwia replikację dzięki utworzeniu mutasomu.

Mutasom składa się z: kilku kopii białka recA,

kompleksu UmuD,C (trimer utworzony przez dwie cząsteczki białka UmuD' i jedną cząsteczkę białka UmuC).

Białko Rcc A łączy się z DNA w sąsiedztwie uszkodzenia, umożliw ia również proteolityczne cięcie białka UmuD. Powstaje białko UmuD', które w połączeniu z cząsteczką UmuC tworzy kompleks UmuD,C, kompleks ten w raz z dwoma podjednostkami polimerazy III tworzy polimcrazę DNA V (D^C)- Pol V replikuje uszkodzoną nić, wstawiając jakiekolwiek nukleotydy. Dzięki temu odcinek nici z błędami zostaje /.replikowany, a kompleks UmuD*C oddysocjowuje i polimeraza DNA III kontynuuje replikację.

Naprawa SOS pozwala na replikację i przetrwanie bakterii, mimo poważnych uszkodzeń w^r materiale genetycznym. Wprowadza jednak dużo błędów, które zwiększają częstość mutacji. Mutasom nie napraw ia uszkodzeń, w miejscach uszkodzenia matrycy DNA w budowuje losowo nukleotydy (z tendencją do wbudowywania A w miejscach AP).

Zjawisko zwiększania częstości mutacji jest w organizmie człow ieka procesem fizjologicznym przy rearanżacji genów’ przeciwciał. Różnorodność przeciwciał jest związana z jednej strony z różnymi kombinacjami łączenia segmentów V, D, J i U genów- kodujących łańcuchy lekkie i ciężkie immunoglobulin. Z drugiej strony w segmencie V mutacje występują z wyższą częstością (co najmniej 6-7-krotnie częściej niż w innych częściach genomu), prawdopodobnie dlatego, że naprawa niedopasowanych nukleotydów' po replikacji może dotyczyć nici rodzicielskiej, przez co mutacja zostaje utrwalona.

7.4.2. Mutacje losowe czy adaptacyjne?

Istnieją sprzeczne poglądy co do tego, czy mutacje mają charakter losowy, czy są wynikiem przystosow ania się do środowiska.

Darwinowska teoria ewolucji głosi, że zmiany cech organizmu zachodzą losowo, korzystne są utrwalane przez dobór naturalny, niekorzystne są eliminowane. Zmiany nie są uwarunkowane przez środowisko, według tej teorii mutacje są losowe.

Lamarkowska teoria ewolucji (odrzucona 100 lat temu) głosi, że organizm nabywa cechy, które umożliwiają przystosowanie do środow iska. Według tej teorii mutacje mają charakter adaptacyjny, stanowią odpowiedź na warunki środowiska.