Rodzaje mutagenów

1. Analogi strukturalne zasad azotowych

– wykorzystując podobną budowę

są wbudowywane

w czasie replikacji

w miejsce normalnych zasad.

Działają tylko na komórki dzielące się.

np. 5-bromodeoksyurydyna (5-BUdR) – analog tyminy

2- aminopuryna (2-AP) – analog adeniny

2.

Związki chemiczne

, które chemicznie zmieniają zasady azotowe w DNA

a) kwas azotawy – HNO

2

b) hydroksylamina - NH

2

OH

c) związki alkilowe – etyloetanosulfonian (EES), etylometanosulfonian
(EMS), nitrosoguanidyna – NTG, iperyt

3.

Związki interkalujące

między zasady w DNA

a) bromek etydyny

b) barwniki akrydynowe – proflawina, oranż akrydynowy itd.

Działanie kwasu azotawego na DNA

określa się jako

oksydatywną

dezaminację

zasad azotowych

Tranzycja
CG→AT

Tranzycja

AT→CG

Skutek mutagenny ma tylko
działanie kwasu azotawego
na cytozynę i adeninę.

Działanie HNO

2

na

cytozynę

powoduje tworzenie uracylu
i

tranzycję

CG→AT

.

Działanie HNO

2

na

adeninę

powoduje powstanie

hipoksantyny

i tranzycję

AT→CG

.

HNO

2

nie działa na tyminę.

Guanina przechodzi w
ksantynę, która nie jest
mutagenna, bo paruje z
cytozyną

Brak mutacji

Spontaniczna dezaminacja 5-metylocytozyny,

która

występuje często w DNA tworzy tyminę, która nie jest

usuwana z DNA, bo nie jest rozpoznawana przez

uracylo-N-

glikozylazę.

Jest to przyczyna mutacji typu tranzycja CG→AT.

Spontaniczna

dezaminacja cytozyny

tworzy uracyl, który

jest usuwany

enzymatycznie z DNA

NH

2

OH - Hydroksylamina (HA,

) działa mutagennie tylko na

cytozynę. Pochodna cytozyny tworzy podwójne wiązanie z

adeniną.

HA indukuje

tranzycję CG→AT

NH

2

OH

Związki nitrowe i ich alkilowe pochodne są

groźnymi mutagenami

:

Nitrosoaminy:

dimetylonitrosoamina dietylonitrosoamina

Nitrosoguanidyna:

N-metylo-N’-nitro-
N- nitrosoguanidyna

H

3

C

H

3

C

CH

3

CH

2

CH

3

CH

2

CH

3

nitrosomocznik:

etylonitrosomocznik

Związki sulfonowe;

Dimetylo-

sulfonian

Iperyt

EMS-etylo-

metanosulfo-

nian

CH

3

CH

2

CH

3

CH

2

H

3

C

H

3

C

H

3

C

CH

3

EMS

-etylometanosulfonia

n

Reakcja guaniny z EMS powoduje alkilację guaniny i

połączenie z tyminą zamiast z cytozyną

Tranzycja GC-AT

7-etyloguanina

miejsce alkilacji

tymina

guanina

Reaktywne formy tlenu powodują mutacje

Z guaniny powstaje 8-
oksoguanina, która tworzy parę
z adeniną, a nie z cytozyną.
Powstaje

transwersja GC --TA

Różne możliwe mutacje wywoływane przez mutageny fizyczne i

chemiczne

1. Tworzenie dimerów pirymidyn powoduje odkształcenie heliksu

2. Silne naświetlenie promieniami jonizującymi powoduje powstawanie pęknięć

dwuniciowych lub jednoniciowych w DNA

3. Mylnie wbudowane pary zasad są przyczyną mutacji typu tranzycji i

transwersji

4. Krzyżowe wiązania między parami zasad

5. Alkilacja zasad powoduje apurynację lub apirymidynację

Proflawina i inne barwniki akrydynowe

powoduje mutacje typu

mikrodelecji lub mikroinsercji w DNA, a w białku mutacje typu

przesunięcia fazy odczytu.

Proflawina interkaluje między zasady azotowe, rozrywa pary

zasad i odkształca heliks.

Mutagen

Uszkodzenie w DNA

Efekt mutagenny

Analogi zasad

(BU i AP)

Hydroksylamina

Czynniki alkilujące

(EES, EMS, NTG i in,)

Barwniki akrydynowe

Błędy w parowaniu

zasad z powodu

tautomeryzacji

Błąd w parowaniu

zasad w wyniku

modyfikacji C

Błędy w parowaniu

zasad, depurynacja,

delecja nukleotydów,

odkształcenie dsDNA

Interkalacja do

podwójnej nici

Odwracalna tranzycja

(AT↔GC)

Jednokierunkowa

tranzycja (GC→AT)

Tranzycje,

transwersje, delecje -

zmiana fazy odczytu

Zmiana fazy odczytu

Podsumowanie mutagenezy