Mutagene Wirkstoffe Was ist, wie sie handeln, Typen, Beispiele

Der Mutagene Wirkstoffe, Auch als Mutans bezeichnet, sind sie Moleküle unterschiedlicher Natur, die Veränderungen in den Basen verursachen, die Teil der DNA -Ketten sind. Auf diese Weise verstärkt das Vorhandensein dieser Wirkstoffe die Mutationsrate im genetischen Material. Sie werden als physikalische, chemische und biologische Mutagene eingestuft.

Die Mutagenese ist ein allgegenwärtiges Ereignis bei biologischen Einheiten und führt nicht unbedingt zu negativen Veränderungen über. Tatsächlich ist es die Variationsquelle, die eine evolutionäre Veränderung ermöglicht.

Im Allgemeinen beeinflussen Mutationen die Funktion eines Gens und dies kann seine Funktion verlieren oder verändern. Als Änderung der DNA -Sequenz wirkt sich alle Kopien von Proteinen aus, bestimmte Mutationen können für die Zelle oder für den Organismus im Allgemeinen äußerst toxisch sein.

Arten von mutagenen Wirkstoffen

Wirkstoffe, die Mutationen im genetischen Material verursachen, sind sehr vielfältiger Natur. Zunächst werden wir die Klassifizierung von Mutagenen untersuchen und Beispiele für jeden Typ angeben. Dann erklären wir die unterschiedlichen Arten, wie Mutagen Veränderungen im DNA -Molekül erzeugen können.

Chemische Mutagenos

Mutagenos chemischer Natur umfassen die folgenden Arten von Chemikalien: Acridins, Nitrosamin, Epoxids unter anderem. Für diese Agenten gibt es eine Unterklassifizierung in:

Analoge Basen

Die Moleküle, die strukturelle Ähnlichkeit mit den stickstoffhaltigen Basen aufweisen, haben die Fähigkeit, Mutationen zu induzieren; Zu den häufigsten gehören L 5-Bromouracil und 2-Aminopurin.

Wirkstoffe, die mit genetischem Material reagieren

Lachsäure, Hydroxylamin und eine Reihe von gemieteten Mitteln reagieren direkt in den Basen, die die DNA bilden und von Purin zu Pyrimidin wechseln können und umgekehrt.

Intercaent Agents

Es gibt eine Reihe von Molekülen wie Acridins, Ethidiumbromid (weit verbreitet in Molekülbiologie -Labors) und Proflavin, die eine flache molekulare Struktur aufweisen und in den DNA -Strang gelangen können.

Oxidative Reaktionen

Normaler Zellstoffwechsel hat als sekundäres Produkt eine Reihe reaktiver Sauerstoffspezies, die Zellstrukturen und auch genetisches Material schädigen.

Physische Mutans

Die zweite Art von mutagenen Wirkstoffen ist physisch. In dieser Kategorie finden wir die verschiedenen Arten von Strahlung, die die DNA beeinflussen.

Biologische Mutagene

Schließlich haben wir biologische Mutanten. Sie sind Organismen, die Mutationen (einschließlich Anomalien bei Chromosomen) in Viren und anderen Mikroorganismen induzieren können.

Arten von mutagenen Wirkstoffen Mutationen

Das Vorhandensein von mutagenen Wirkstoffen verursacht Veränderungen in DNA -Basen. Wenn das Ergebnis die Änderung einer politischen oder pyrimidinischen Basis für eine der gleichen chemischen Natur beinhaltet, sprechen wir über einen Übergang.

Im Gegensatz dazu nennen wir den Prozess als eine Transversion. Übergänge können durch folgende Ereignisse auftreten:

Basistautomerisierung

In der Chemie wird der Begriff Isomer verwendet, um die Eigenschaft von Molekülen mit derselben molekularen Formel zu beschreiben, um verschiedene chemische Strukturen zu präsentieren. Tautomere sind Isomere, die sich nur von ihrem Paar in der Position einer funktionellen Gruppe unterscheiden, und zwischen den beiden Formen gibt es ein chemisches Gleichgewicht.

Eine Art von Tautomeía ist Keto-Enol, wo die Migration eines Wasserstoffs auftritt und sich zwischen beiden Formen abwechselt. Es gibt auch Änderungen zwischen Imino zu Amino. Dank seiner chemischen Zusammensetzung erleben DNA -Basen dieses Phänomen.

Zum Beispiel wird das Adenin normalerweise als Amino gefunden und sieht normal aus - mit Timina. Wenn es sich jedoch in seinem Imino -Isomer befindet (sehr ungewöhnlich), sieht es mit einer falschen Basis aus: dem Cytosin.

Einbeziehung analoge Basen

Der Einbau von Molekülen, die den Basen ähneln. Beispiel.

Direkte Aktion auf den Basen

Die direkte Wirkung bestimmter Mutagen kann DNA -Basen direkt beeinflussen. Zum Beispiel verwandelt Lachsäure Adenin in ein ähnliches Molekül, Hypoxantin, mittels einer oxidativen Diffamierungsreaktion. Dieses neue Molekül schaut mit dem Cytosin aus (und nicht mit Timina, wie es der Adenin normalerweise tun würde).

Veränderung kann auch auf Cytosin auftreten, und als Produkt von Herzschmerz wird Uracil erhalten. Der Ersatz einer einzelnen Base in der DNA hat direkte Folgen für die Transkriptions- und Translationsprozesse der Peptidsequenz.

Ein Kündigungscodon kann im Voraus erscheinen, und die Übersetzung stoppt vorzeitig, was das Protein beeinflusst.

Addition oder Löschung von Basen

Einige Mutagene wie interkalierende Mittel (unter anderem Acridin) und ultraviolette Strahlung haben die Fähigkeit, die Nukleotidkette zu modifizieren.

Durch interkalierende Agenten

Wie wir bereits erwähnt haben, sind Interkapiermittel flache Moleküle und haben die Fähigkeit zu interkalieren (Daher seinen Namen) zwischen den Basen des Strangs und verzerrt ihn.

Zum Zeitpunkt der Replikation führt diese Verformung im Molekül zu einer Löschung (dh zu einem Verlust) oder einer Basisinsertion. Wenn die DNA Basen verliert oder der neue Leserahmen betroffen ist.

Erinnern Sie sich daran, dass der genetische Code drei Nukleotide gelesen wird, die für eine Aminosäure codieren. Wenn wir Nukleotide hinzufügen oder entfernen (in einer Zahl, die nicht 3), wird der gesamte DNA -Lesen beeinflusst, und das Protein wird völlig unterschiedlich sein.

Diese Art von Mutationen wird genannt Rahmenverschiebung o Veränderungen in der Zusammensetzung der Tripletts.

UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung ist ein mutagener Mittel und eine normale nichtionisierende Komponente des gewöhnlichen Sonnenlichts. Die Komponente mit der höchsten mutagenen Rate wird jedoch von der Ozonschicht der Erdatmosphäre gefangen.

Das DNA -Molekül absorbiert Strahlung und die Bildung von Pyrimidindurchmessern tritt auf. Das heißt, Pyrimidinbasen binden durch kovalente Bindungen.

Angrenzende Timinas in der DNA -Kette können sich den Timinas -Dimeren anschließen. Diese Strukturen beeinflussen auch den Replikationsprozess.

In einigen Organismen wie Bakterien können diese Dimere dank des Vorhandenseins eines Reparaturenzyms namens Photoliasase repariert werden. Dieses Enzym verwendet das sichtbare Licht, um die Dimere in zwei getrennten Basen umzuwandeln.

Die Reparatur der Nukleotidspaltung ist jedoch nicht auf die durch das Licht verursachten Fehler beschränkt. Der Reparaturmechanismus ist breit und kann Schäden reparieren, die durch verschiedene Faktoren verursacht werden.

Wenn der Mensch uns übermäßig der Sonne aussetzt, erhalten unsere Zellen übermäßige Mengen an ultraviolett. Die Folge ist die Erzeugung von Timina dímeros und kann Hautkrebs verursachen.

Verweise

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