mikro kunicki3

Mutacja jest to więc nagłe pojawienie się, z małą częstością, komórki nionej i zdolnej do przekazywania zmienionych cech swemu potomstwu, yf wlanym przypadku mutacja dotyczyła oporności na streptomycynę. p_0{^ powstają mutanty oporne na inne antybiotyki lub trucizny, a takie mutanty^ utraciły zdolność do syntezy jakiegoś enzymu, co przejawia się utratą zdojjf¹ do syntezy lub rozkładu określonego składnika komórkowego. Znane _SJ mutacje umożliwiające uzyskanie zdolności do syntezy substancji orgaiuczj Przyczyną obserwowanej zmiany jest modyfikacja w pierwszorzędni strukturze DNA. Może to być zamiana jednego nukleotydu przez drugi f szczenię nukleotydu, lub wreszcie wstawienie w łańcuch dodatkowego nii tydu. Inaczej mówiąc, mutaq'e mogą polegać na podstawieniu zasad (czyli kleotydów), ich opuszczeniu lub dodaniu. Zdarzenie takie może być skutki modyfikagi matrycy przed jej kopiowaniem (replikacją) lub może wynikać z 1 dów kopiowania. Mutacje mogą też być spowodowane ubytkiem kilku lub wiek nukleotydów, wstawieniem kilku lub wielu nukleotydów, albo wreszcie odwfjt ceniem kolejności ułożenia zasad w sekwencji. Pierwszy przypadek, ubytku"!! nazywamy delecją, drugi, wstawiania — insercją, trzeci, odwrócenia kolejności —'inwersją.    V

Wreszcie mutacja może się pojawić spontanicznie, czyli bez ingerencji eksp’If|| ^ rymentatora, lub może wynikać z zadziałania na organizm jakimś czyiuukieiffl modyfikującym DNA. Pierwszego typu mutacje nazywamy spontanicznymi, diylf giego — indukowanymi. Czynniki, którymi można indukować mutaq'e, nazy-fl wamy czynnikami mutagennymi (lub mutagenami).    §11

\    ' UM

Mutacje spontaniczne

Przez długie lata trwała dyskusja na temat, czy mutacje mogą być powodowane¹)! [ przez swoisty czynnik (np. czy mutacja do streptomycynoopomości powstaje pod§| wpływem zetknięcia się bakterii ze streptomycyną, czy też zupełnie niezależnie % od antybiotyku). Dopiero na materiale bakteryjnym wykazano eksperymentalnie,).if że mutaqa powstaje niezależnie od obecności czynnika swoistego (w naszym)! przykładzie — streptomycyny). Opracowano kilka metod doświadczalnego roz-wiązania tego problemu, których opis tu pominiemy.

Częstość mutaqi u różnych bakterii jest bardzo zróżnicowana. U Mycobac-\_: terium i u riketsji na przykład mutacje są szczególnie rzadkie, a u Streptomyces, Rhizobium i Halobacterium — wyjątkowo częste. Przyczyny zwiększenia częstości mutacji spontanicznych mogą być różne. W omawianych przypadkach, jak się zdaje, są one związane z obecnością ruchomych elementów DNA (IS, transpo-zony), o których mówiliśmy w poprzednim rozdziale.

Mutacj e j ako błędy kopiowania

Błędną kopię otrzymujemy albo wtedy, gdy sam proces kopiowania jest mało precyzyjny, albo też, gdy uszkodzeniu ulega kopiowana matryca. W tej chwili interesuje nas pierwsza możliwość.

A _ułomeria zasad. Zasady purynowe i pirymidynowe mogą występować w | _cj_aCh tautomerycznych (ryc. 10-4). Tautomeryczne odmiany zasad są o tyle gjiione, że mają nieco inną.konfiguraqę przestrzenną grup czynnych. W wy-litego adenin®' która normalnie łączy się z tyminą, będzie po takiej przemianie f _yj_a gię z cytozyną. Analogicznie zmienią się właściwości łączenia się między vini zasadami, jak pokazuje rycina 10-4. Jeśli takiej tautomeryzacji będzie egała zasada nukleotydu wbudowanego w łańcuch polinukieotydowy, pod-_replikacji DNA w nowo powstającą nić zostaną wbudowane mylne zasady, y guanina zamiast tyminy.

tt Tautomeryczne odmiany zasad są nietrwałe i liczba ich jest przypuszczalnie iwielka. Nieznany jest też ich udział w mutagenezie spontanicznej, tym bardziej W' to co nazywamy mutacjami spontanicznymi, może mieć wiele przyczyn. Mogą

a)

b)

o)

TA

tymina

OH⁺k

"i''"'

guantna

TG

TA

heteroduplex T A

tl    / U

- TG

u \ ii

__mutant

^GC DNA

TA

zwykła replikacja

Ryc. 10-4. Tautomeria zasad — efekt mutagenny.

a — normalna i tautomeryczna postać tyminy; b — tautomeryczna postać tyminy tworzy wiązania wodorowe z guaniną, lecz nie z adeniną; c — efekt mutagenny podstawienia guaniny w miejsce adeniny

310

311