Mutagene middelen Wat is, hoe ze handelen, typen, voorbeelden

De Mutagene middelen, Ook wel mutans genoemd, het zijn moleculen van verschillende aard die veranderingen veroorzaken in de basen die deel uitmaken van de DNA -ketens. Op deze manier versterkt de aanwezigheid van deze middelen de mutatiesnelheid in genetisch materiaal. Ze zijn geclassificeerd als fysische, chemische en biologische mutagenen.

Mutagenese is een alomtegenwoordige gebeurtenis in biologische entiteiten en vertaalt zich niet noodzakelijkerwijs in negatieve veranderingen. In feite is het de bron van variatie die evolutionaire verandering mogelijk maakt.

Over het algemeen beïnvloeden mutaties de functie van een gen en dit kan de functie ervan verliezen of wijzigen. Als een verandering in de DNA -sequentie, beïnvloedt het alle kopieën van eiwitten, bepaalde mutaties kunnen extreem giftig zijn voor de cel of voor het organisme in het algemeen.

Soorten mutagene middelen

Middelen die mutaties in genetisch materiaal veroorzaken, zijn zeer divers van aard. Eerst zullen we de classificatie van mutagenen onderzoeken en voorbeelden geven van elk type, dan zullen we de verschillende manieren uitleggen waarop mutagen veranderingen in het DNA -molecuul kan veroorzaken.

Chemische mutagenos

Mutageno's van chemische aard omvatten onder andere de volgende soorten chemicaliën: acridines, nitrosamine, epoxies, onder andere. Er is een subclassificatie voor deze agenten in:

Analoge bases

De moleculen met structurele gelijkenis met de stikstofbasen hebben het vermogen om mutaties te induceren; Een van de meest voorkomende zijn L 5-Bromouracil en 2-aminopurine.

Agenten die reageren met genetisch materiaal

Stikstofzuur, hydroxylamine en een reeks gehuurde middelen reageren direct in de basen die het DNA vormen en kunnen veranderen van purine naar pyrimidine en vice versa.

Intercaent agenten

Er zijn een aantal moleculen zoals acridines, ethidiumbromide (veel gebruikt in moleculaire biologielaboratoria) en proflavine, die een platte moleculaire structuur hebben en erin slagen om de DNA -streng te betreden.

Oxidatieve reacties

Normaal celmetabolisme heeft als secundair product een reeks reactieve zuurstofsoorten die cellulaire structuren beschadigen en ook genetisch materiaal.

Fysieke Mutans

Het tweede type mutagene middelen zijn fysiek. In deze categorie vinden we de verschillende soorten straling die DNA beïnvloeden.

Biologische mutagenen

Ten slotte hebben we biologische mutanten. Het zijn organismen die mutaties (inclusief anomalieën bij chromosomen) kunnen induceren in virussen en andere micro -organismen.

Soorten mutagene middelen mutaties

De aanwezigheid van mutagene middelen veroorzaakt veranderingen in DNA -basen. Als het resultaat de verandering van een politieke of pyrimidinebasis inhoudt voor een van dezelfde chemische aard, praten we over een overgang.

Als de verandering daarentegen optreedt tussen bases van verschillende typen (een purine door een pyrimidine of het tegenovergestelde) noemen we het proces een transversie. Overgangen kunnen optreden door de volgende gebeurtenissen:

Basisautomerisatie

In de chemie wordt de term isomeer gebruikt om de eigenschap van moleculen te beschrijven met dezelfde moleculaire formule voor het presenteren van verschillende chemische structuren. Tautomerees zijn isomeren die alleen verschillen van hun paar in de positie van een functionele groep, en tussen de twee vormen is er een chemische balans.

Een type tautomeía is keto-enol, waarbij de migratie van een waterstof optreedt en het afwisselt tussen beide vormen. Er zijn ook veranderingen tussen imino in amino. Dankzij de chemische samenstelling ervaren DNA -basen dit fenomeen.

Normaal gesproken wordt de adenine bijvoorbeeld gevonden als amino en ziet het er normaal gesproken uit - met Timina. Wanneer het zich echter in zijn imino -isomeer bevindt (zeer ongebruikelijk), ziet het er met een onjuiste basis uit: de cytosine.

Opname van analoge basen

De opname van moleculen die op de basen lijken, kan het basispatroon hinderen. De opname van 5-bromouracil (in plaats van timina) gedraagt ​​zich bijvoorbeeld als een cytosine en draagt ​​de vervanging van een AT-paar met een CG-paar.

Directe actie op de basis

Directe werking van bepaalde mutagen kan direct DNA -basen beïnvloeden. Stikstofzuur verandert bijvoorbeeld adenine in een vergelijkbaar molecuul, hypoxantine, door middel van een oxidatieve ontzagingsreactie. Dit nieuwe molecuul kijkt met de cytosine (en niet met Timina, zoals de adenine normaal zou doen).

Verandering kan ook optreden op cytosine, en als een product van hartzeer wordt uracil verkregen. De vervanging van een enkele basis in het DNA heeft directe gevolgen voor de transcriptie- en translatieprocessen van de peptidesequentie.

Een beëindigingscodon kan van tevoren verschijnen, en vertaling stopt voortijdig en treft eiwitten.

Toevoeging of verwijdering van bases

Sommige mutagenen zoals intercalerende middelen (onder andere acridine) en ultraviolette straling hebben het vermogen om de nucleotideketen te modificeren.

Door intercalerende agenten

Zoals we al zeiden, zijn intercaping -middelen platte moleculen en hebben ze de mogelijkheid intercaleren (Vandaar zijn naam) tussen de bases van de streng, vervormend.

Op het moment van replicatie leidt deze vervorming in het molecuul tot deletie (dat wil zeggen tot verlies) of base -insertie. Wanneer het DNA basen verliest of het nieuwe leeskader wordt beïnvloed.

Bedenk dat de genetische code omvat het lezen van drie nucleotiden die coderen voor een aminozuur. Als we nucleotiden toevoegen of verwijderen (in een getal dat niet 3 is) worden alle DNA -lezing beïnvloed en zal het eiwit totaal anders zijn.

Dit type mutaties worden genoemd Frameverschuiving o Veranderingen in de samenstelling van de drieling.

Ultraviolette straling

Ultraviolette straling is een mutagene middel en is een normaal niet -ioniserend onderdeel van het gewone zonlicht. De component met de hoogste mutagene snelheid wordt echter gevangen door de ozonlaag van de atmosfeer van de aarde.

Het DNA -molecuul absorbeert straling en de vorming van pyrimidinediameters treedt op. Dat wil zeggen, pyrimidinebasen binden door covalente bindingen.

Aangrenzende timinas in de DNA -keten kunnen zich aansluiten bij de dimeren van de Timinas. Deze structuren beïnvloeden ook het replicatieproces.

In sommige organismen, zoals bacteriën, kunnen deze dimeren worden gerepareerd dankzij de aanwezigheid van een reparatie -enzym genaamd fotoliasase. Dit enzym gebruikt het zichtbare licht om de dimeren in twee afzonderlijke basen om te zetten.

Nucleotide split -reparatie is echter niet beperkt tot de fouten die door het licht worden veroorzaakt. Het reparatiemechanisme is breed en kan schade herstellen veroorzaakt door verschillende factoren.

Wanneer mensen ons overdreven blootstellen aan de zon, ontvangen onze cellen overmatige hoeveelheden ultraviolette straling. Het gevolg is het genereren van Timina Dímeros en kan huidkanker veroorzaken.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, p. (2015). Essentiële celbiologie. Slingerwetenschap.
2. Cooper, G. M., & Hausman, r. EN. (2000). De cel: nader moleculair. Sinauer Associates.