Działanie wybranych mutagenów

1)CZYNNIKI FIZYCZNE
~Promieniowanie jonizujące
a)Promieniowaniem o dużej energii, powodują pękanie cząsteczki DNA, niszczenie cukrów oraz zasad.
-Pękanie wiązań chemicznych, fragmentacja nici DNA
*Różne aberracje chromosomowe. Promienie jonizujące działają szkodliwie na organizmy żywe, gdyż w wyniku jonizacji zostają zapoczątkowane reakcje chemiczne, powodujące m.in. poważne zmiany w budowie substancji organicznych komórki, decydujących o jej życiu i rozwoju, w wyniku czego zachodzą w organizmie poważne zmiany uszkadzające. Jonizacja wywołuje zaburzenia biochemiczne spowodowane zmianą składu chemicznego i mechanizmu przemiany materii.
~Promieniowanie nadfioletowe
a)Łączenie się sąsiadujących z sobą cząsteczek tyminy (rzadziej cytozyny) w dimery.
Ten rodzaj promieniowania inicjuje reakcję chemiczną pomiędzy dwoma cząsteczkami tyminy (jednej z zasad azotowych wchodzących w skład nukleotydów DNA).
*Mutacje punktowe, rzadziej pękanie chromosomów.
Głównym efektem działania promieni UV na DNA jest tworzenie dimerów pirymidynowych C-C, C-T a zwłaszcza dimerów T-T.
Promieniowanie ultrafioletowe (UV) zabija komórki niszcząc ich DNA
~Podwyższona temperatura
a)Większa zawodność działania całego aparatu genetycznego. Powoduje hydrolizę wiązań beta-N-glikozydowych, co generuje miejsca pozbawione zasad
*Częstsze pękanie chromosomów liczniejsze mutacje punktowe
2)CZYNNIKI CHEMICZNE
~Analogi zasad azotowych (np. 5-bromouracyl [analog tyminy])
a)Włączane są do syntezowanych łańcuchów DNA zamiast prawidłowych zasad
*Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA.
Powodują one mutacje na skutek niewłaściwego parowania zasad.
~Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
a)Przekształcane przez enzymy obecne w komórce do związków epoksydowych, które działają metylująco.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne zaliczane są do promutagenów, czyli związków, które stają się właściwymi mutagenami dopiero po metabolicznym przekształceniu w organizmie.
*Trudność rozplecenia nici DNA (mutacja letalna) lub mutacje punktowe
~Kwas azotawy HNO2
a)Usuwa grupę aminową guaniny, adeniny i cytozyny, zmieniając je odpowiednio w ksantyną, hipoksantynę i uracyl (deaminacja ?NH2-> -OH
*Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA
~Hydroksylo amina NH2OH
a)Reaguje z cytoplazmą w DNA zmieniając ją na związek zbliżony do uracylu, działa też na enzymy komórkowe
*Mutacje punktowe
~Aktywne formy tlenu (np. rodniki OH)
a)Utleniają zasadny azotowe, dając np. 2-oksyguaninę lub 8- oksyadeninę.
Główną, aktywną formą tlenu, odpowiedzialną za powstanie większości oksydacyjnych uszkodzeń cząsteczki DNA, jest rodnik hydroksylowy Wynika to z jego silnie elektrofilowego charakteru, który warunkuje dwa podstawowe typy przemian składowych cząsteczki DNA:
reakcję addycji z wiązaniami zasad azotowych oraz dehydratację cząsteczek deoksyrybozy.
*Mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA
~Barwniki akrydynowe (np. oranż akrydynowy, akryloflawina, bromek etydyny)
a)Wbudowują się między zasady DNA powodując ich rozsunięcie
*Mutacje typu krótkich inercji lub delecji podczas rplikacji DNA.
Deformacje matrycy DNA, spowodowane interkalacją barwników akrydynowych, wywołują błędy replikacji, prowadzące w rezultacie do delecji lub insercji pojedynczych par nukleotydów, a w dalszej konsekwencji do mutacji typu zmiany ramki odczytu.