Przyczyny zachodzenia mutacji indukowanej
Mutacje indukowane, czyli wywoływane czynnikami zewnętrznymi. Czynniki te, zwane czynnikami mutagennymi, w zależności od ich natury dzielimy na:
1. czynniki fizyczne:
a) promieniowanie jonizujące (np. Roentgena), które powoduje zmiany struktury zasad lub rozrywanie mostków wodorowych między zasadami w DNA. Wrażliwość organizmów na promieniowanie jonizujące zależy od posiadanych przez nie mechanizmów naprawy. Na przykład, niektóre rodzaje bakterii czy gatunki owadów są znacznie bardziej odporne na promieniowanie jonizujące niż człowiek i zwierzęta;
b) promieniowanie UV - słabo przenika przez tkanki, jednak jest bardzo silnie pochłaniane przez DNA. Prowadzi do dimeryzacji1 zasad azotowych. Zmiana ta obejmuje głównie sąsiadujące ze sobą pirymidyny (najczęściej tyminy), które łączą się ze sobą silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, zaburzając tym samym proces replikacji oraz prowadząc do powstawania delecji. Tego typu promieniowanie może przyczyniać się również do rozrywania podwójnej helisy DNA oraz hydratacji cytozyny i uracylu.
(proces łączenia się dwóch jednakowych cząsteczek chemicznych (monomerów) w jedną większą)
c) temperatura - zbyt wysoka może spowodować zaburzenia w działaniu enzymów. Jej nagłe zmiany mogą prowadzić do hydrolizy wiązania β-N-glikozydowego, łączącego zasadę azotową z cukrem. Pozbawiony zasady nukleotyd jest niestabilny i ulega szybkiej degradacji tworząc tzw. miejsce AP (apurynowe, apirymidynowe). Powstała w ten sposób luka zwykle jest uzupełniana. Jednak, gdy w komórce włączony jest system naprawy SOS, wszystkie przerwy w podwójnej helisie wypełniane są adeniną, co prowadzi do powstawania mutacji.
2. czynniki chemiczne:
a) iperyt - gaz bojowy zmieniający zasady azotowe. Jeśli dostanie się do organizmu, wywołuje różnego rodzaju zmiany mutogenne, genetyczne, które mogą spowodować różnego rodzaju zmiany nowotworowe, także w późniejszym czasie.
b) barwniki akrydynowe wnikają(interkalują) między zasady azotowe w łańcuchu DNA, powodując ich rozsunięcie. Wywołują błędy replikacji, prowadzące w rezultacie do delecji lub insercji pojedynczych par nukleotydów, a w dalszej konsekwencji do mutacji typu zmiany ramki odczytu
c) analogi zasad azotowych, czyli cząsteczki podobne do zasad azotowych, które mogą być włączone w czasie replikacji do budowy nowej nici - strukturalnie podobne do zasad występujących w cząsteczce DNA, dzięki temu mogą być rozpoznawane i wbudowywane podczas replikacji przez polimerazę DNA. Powodują one mutacje na skutek niewłaściwego parowania zasad. Przykładem może być 5-bro-mouracyl, który jest analogiem tyminy i normalnie ulega parowaniu z adeniną. 5-bromouracyl może ulec przesunięciu tautomerycznemu, na skutek którego ulega parowaniu z guaniną. Po replikacji wyjściowa para TA zostaje zastąpiona przez GC
d) kwas azotowy III (HNO2) jest związkiem, który deaminuje cytozynę, adeninęi guaninę w DNA. Jeśli modyfikacje te zostaną utrwalone podczas replikacji, wówczas w DNA ma miejsce zamiana zasad azotowych GC na AT, gdy nastąpiła deaminacja typu cytozyna→uracyl lub zamiana zasad azotowych AT na GC, gdy miała miejsce deaminacja typu adenina→hipoksantyna, lub zasad azotowych GC na AT, gdy zaszła deaminacja typu guanina→ksantyna w DNA
Mutacje są zjawiskiem naturalnie występującym w przyrodzie. Działanie czynników mutagennych zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji.
Źródła:
„CZYNNIKI MODYFIKUJĄCE STRUKTURĘ DNA” Iwona Żak, Paweł Niemiec
Działanie wybranych mutagenów – sciaga.pl
Przyczyny zachodzenia mutacji – bryk.pl