mikro kunicki5

T

Analogi zasad

Wreszcie działać mogą analogi zasad. Są to pochodne normalnych zasaH nich podobne stereochemicznie, że mogą zajmować ich miejsce. Takim jest na przykład 5-bromouracyl, będący analogiem ty miny, z tym grupy metylowej zajmuje atom bromu, oraz 2-aminopuryna, analog różniący się od niej tym, że grupa aminowa jest w pozycji 2, nie zaś w 6"

5-bromouracyt

ca

nh₂

2-aminopuryna

Ryc. 10-6.5-bromouracyl oraz 2-aminopuryna

."1

Jeśli takie analogi znajdują się w środowisku i dostaną się do komórki, w czasie replikacji wstawiane zamiast właściwych zasad do rosnącego polinukleotydowego. 5-Bromouracyl łatwo ulega jonizacji i przechodzi w tautomeryczną. Niezjonizowany analog tworzy parę z adeniną, tak jak ty^pl postać tautomeryczna tworzy parę z guaniną. Tautomeryzacja 5-bromouią^® będąca zjawiskiem dość częstym, prowadzi do zamiany pary A-T w parę G-G-jT odwrotnie (ryc. 10-7)-¹

Mutacje indukowane powodowane przez zmiany matrycy

Znamy wiele czynników, które mogą zmieniać lub usuwać zasady DNASfgy! replikacji zmiany takie mają wpływ na strukturę nowo budowanej rud.® częściej stosowane tego rodzaju czynniki zebrano w tabeli 10-11. Nieco bliżej omo wimy tylko kilka z nich.

Ogólnymi efektami promieni ultrafioletowych zajmiemy się w rozdziale_:1U

Ultrafiolet jako czynnik mutagenny. Jednym z najczęściej stosowany mikrobiologii czynników mutagennych jest ultrafiolet. Promienie ultra fiole* o fali 250-260 nm są silnie pochłaniane przez kwasy nukleinowe. Energia'jŚl fotonów jest dostateczna, by rozbić wiązanie C—N, C—C i C=C, nie wystarczaj jednak zazwyczaj do zupełnego wybicia elektronu z cząsteczki naświetlanej, czyjy do jej jonizacji. Na promienie te pirymidyny są około 10 razy wrażliwsze jtó puryny

tu ograniczając się do ich działania mutagennego. Jest ono głównie związali z dimeryzacją tyminy, w mniejszym stopniu z dimeryzacją lub hydratacją cyjp zyny. Działanie pośrednie, poprzez tworzenie nadtlenków lub zmianę białek,^ mniejsze znaczenie. Sąsiadujące ze sobą w łańcuchu polinukleotydowym tymd||

PI

,y BU'-- 1²L

. G BU

G

Pl-^C

'-V A BU

b)

(D.

/

Gs'

Cs

g:

C^Ns

BUJ» . <³>-^rT

- i. A ^

BU\

"A A BU

A G, C.

g.-^-{0-7. Efekt mutagenny analogów 2asad. Działanie bromouracylu (BU).

Bpiz tranzyt matrycy: 1 — BU w normalnej formie ketonowej włączany jest na miejsce tyminy (T), ^|vorząc wiązania wodorowe z adeniną (A) w matrycowej nici DNA; 2 — w którymś z następnych Mlitepfikaoyjnych BU przypadkiem, przechodzi w rzadszą formę enolową, co powoduje włączanie Jlllgjiiny (G) zamiast A do replikowanej nici; 3 — w następnym cyklu replikacyjnym, w nici |likopipl^ementamej nowo replikowanej, włączana jest cytozyna (C) naprzeciw G. Prowadzi to do pPimiany pary A-T w G-C w miejscu zmutowanym; b — tranzycja substratowa: 1 — BU w rzadko IMgK^j^ej formie enolowej włączany zostaje do replikowanej nici zamiast C naprzeciw G; 2 — ynastępnym cyklu replikacyjnym BU powraca do swej normalnej formy ketonowej i powoduje Ifączanie A do replikowanej nici komplementarnej; 3 — po pewnym czasie BU jest usuwany z DNA pri zastępowany p_rzez j p_rowadzi to do zamiany pary G-C w A-T. W a) właściwy proces mutacyjny * '1(2) może zajść, gdy BU już nie ma w środowisku; w b) proces mutagenny (1) nie może zajść "nieobecności BU w środowisku

|£|rtozyny lub tyminy i cytozyny, poddane naświetlaniu falami 250-275 nm, rea-sll ^{ze so}^^' Najczęściej powstają dimery tymin o budowie cyklobutanu i||c. 10-8). Tyrrdna, po dimeryzacji, nie jest zdolna do tworzenia mostków j|dorowych. Skutkiem tego jest zaburzenie replikami, jeśli nić zawierająca ii*'dimery wykorzystywana jest jako matryca, f W takiej nowo replikowanej nici naprzeciw dimerów tyminy powstają luki. jStiiki te mogą być reperowane przez rekombinaqę genetyczną między dwoma

tabela 10-IT

^Najczęściej stosowane czynniki mutagenne

■!?:: Nazwa	Prawdopodobny mechanizm działania
%omienie ultrafioletowe	dimeryzacją pirymśdyn (tyminy i cytozyny) -> zakłócenia w replikacji
Wr	DNA; tworzenie nadtlenków w podłożu I cytoplazmie
Promienie jonizujące (np. X i y)	naruszenie struktury DNA, rozbicie łańcucha DNA; deaminacja zasad -> błędne podstawienie zasad w czasie replikacji DNA
T-tiromouracy! m ■	wbudowywany w DNA na miejsce tyminy (lub cytozyny) -> błędne podstawienie zasad w czasie replikacji DNA
2-aminopuryna	wbudowywana w DNA na miejsce adeniny -> podstawienie zasad w
	czasie replikacji
'Ńftrozoguan idyna	alkilacja puryn, depurynacja, przyłączenie innej zasady
"Barwniki akrydynowe	zaburzenia struktury drugorzędowej DNA opuszczenie lub włączenie jednej zasady

315

1

Zastąpienie puryny drugą puryną lub pirymidyny drugą pirymidyną nazywamy tranzyty Natomiast zastąpienie puryny pirymidynami lub odwrotnie nazywamy transwersją.    y