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
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.
