GENETYKA Anna Sadakierska Chudy , Grażyna Dąbrowska str7

76 Rozdział 7

kich badanych organizmów i także w różnych tkankach somatycznych (za badania nad mutacjami otrzymał Nagrodę Nobla w 1944 roku).

Muller zauważył, żc częstość mutacji związana jest z rodzajem komórek oraz dawką i czasem napromieniowania. I tak w:

a)    plemnikach Drosophila zależy od

dawki promieniowania (nie zależy od czasu),

ciśnienia tlenu cząsteczkowego w atmosferze, w której odbywa się napromieniowanie,

b)    innych typach komórek zależy od

czasu napromieniowania (niskie dawki przez dłuższy czas lub dawki podzielone mają mniejszy wpływ niż jednorazowe intensyw ne napromieniowanie).

Komórki mogą naprawiać uszkodzenia DNA, ale procesy reperacyjne zachodzą tylko w komórkach aktywnych metabolicznie. Dlatego też nic ma zależności między efektem mutagennym a intensywnością promieniowania w' komórkach metabolicznie nieaktywnych, np. plemnikach. Procesy naprawcze są bardziej efektywne przy podzielonych dawkach promieniowania niż przy krótkotrwałym jednorazowym naświetlaniu. Komórki dzielące się szybko (komórki embrionalne i nowotworow e, komórki gonad czy układu krw ionośnego) wykazują większą wrażliwość na promieniowanie niż nicdzielące się wcale lub dzielące się wolno komórki nerwowe lub mięśniowe.

Wrażliwość na promieniowanie jonizujące jest różna u różnych gatunków, np. niektóre bakterie czy owady są znacznie bardziej odporne niż człow iek. Zależy to od sprawności posiadanych przez nie mechanizmów naprawczych. Aby dwukrotnie zw iększyć częstość mutacji spontanicznych u Drosophila konieczna jest dawka około 400 rentgenów, u człowieka zaś 100 rentgenów. Promieniowanie jonizujące może prowadzić do transformacji nowotworowej, zauważono wzrost zachorow ań na białaczkę po w ybuchu bomby atomowej w Japonii.

Promieniowanie niejonizujące (promieniowanie nadfioletowe UV) ma w porównaniu do jonizującego małą energię i dużą długość fali, słabo przenika przez tkanki, jest intensywnie pochłaniane przez DNA. Może ono powodować:

-    dimeryzację zasad piry midynow ych, sąsiadujące reszty pirymidynowe zostają połączone wiązaniem kowalencyjnym, co prow adzi do delccji podczas replikacji (najczęściej powstają di mery tyminy (-TT-), z mniejszą częstością pojawiają się -CT-, -TC-, -CC-, zdecydowanie rzadsze są di mery puryn),

-    rozerwanie podwójnej helisy DNA,

-    hydratację C i U.

Szoki temperaturowe (ciepło) mogą powodować hydrolizę wiązania ft-N-gli-kozydowego łączącego zasadę z cukrem i powstanie miejsca AP (apurynowego lub apirymidynowego), czyli miejsca pozbawionego zasady. W dwuniciowej cząsteczce DNA powstaje luka, która zwykle jest naprawiana i nie powoduje mutacji (u ludzi dziennie powstaje ok. 10 000 miejsc AP). Do mutacji może jednak dojść

wówczas, gdy w komórce w łączony jest system naprawy SOS, który wszystkie luki wypełnia adeniną, bez względu na nukleotyd w- nici komplementarnej.

7.1.2.2. Czynniki chemiczne

Czynniki dcaminujące. Deaminacja polega na usunięciu grupy aminowej z. zasady i zachodzi w genomowym DNA spontanicznie z niewielką częstością. Związki chemiczne powodujące w zrost częstości deaminacji to: kwas azotawy,

dwusiarczan sodowy (działa tylko na cytozynę).

Kwas azotawy (UNO,) powoduje dcaminację zasad w DNA i RNA i przekształca:

guaninę w ksantynę. która praw idłowo paruje z C, lecz blokuje replikację. adeninę w' hypoksantynę, która tworzy parę zC, po replikacji następuje tranzycja AT—>GC,

cytozynę w uracyl, który tworzy parę z A, a w konsekwencji zachodzi tranzycja GC—►AT.

Analogi zasad. Analogami są zasady purynowe i pirymidynowe na tyle podobne do normalych, że mogą być włączone do nukleotydów i wbudowane do DNA w czasie replikacji. Zw iększają one nieprawidłowe parowanie i zmniejszają stabilność wiązań wodorowych, na skutek tranzycji dochodzi do mutacji punktowych. Do tej grupy związków- zaliczamy:

5-bromouracyl (5-BU) i 5-bromodezoksyurydynę (5-BUdR) analogi tymi-ny, które tw orzą parę z guaniną. pow odując tranzycję A w G i po replikacji para TA zastąpiona zostaje parą CG,

- 2-aminopurynę (2-AP); analog adeniny tworzący parę z cytozyną, co podczas replikacji powoduje tranzycję T w C.

Czynniki alkilujące. Czynniki te dodają do nukleotydów- grupy alkilowe lub ary-lowe. Alkilacji poprzez dodanie grup metylowych i etylow ych ulega w kwasic nukleinowym guanina. adenina oraz reszty kw asu fosforowego. Efekt tego procesu zależy od rodzaju dodanej grupy i pozycji w nukleotydzie. Dodanie grupy metylowej zmienia zdolność tworzenia wiązań komplementarnych. Inne grupy mogą hamować replikację. tworząc połączenie cząsteczek DNA lub dodając grupy blo-