A DNS mutaciói. Kémiai mutagének. Ames teszt.

A DNS mutációi. Kémiai mutagének. Ames teszt.

Ø        A DNS mutációi

Akkor beszélünk a DNS mutációjáról, ha annak károsodását a repair enzimek nem javítják ki a replikáció előtt, vagy ha a hiba a replikáció 313b16d közben történik. Ilyenkor megváltozik a DNS mindkét láncának bázisszekvenciála.

Pontmutációnak nevezzük egyetlen bázispár változását. Ha az eredeti bp helyére másik bp kerül, szubsztitúcióról van szó.

Ha az egyik pirimidinbázis helyéz másik pirimidinbázis, vagy egyik purinbázis helyét másik purinbázis foglalja el, akkor a szubsztitúció tranzíció. A bázisok dezaminálása tranzíciót idéz elő, de kialakulhat spontán, károsító tényező nélkül is.

A spontán tranzíció nagyon ritka, 10⁹ bázispárból álló DNS-ben 10 replikációra jut egy tranzíció.

A spontán tranzíció oka a bázisok enol-oxo tautomériája. A DNS-ben az oxo-forma van jelen, aminek az oxo-csoportja H-akceptorként működik a komplementer bázissal történő H-kötés kialakításában. Az enolos OH-csoport hidrogéndonorként működik, így az enol-formában lévő bázisnak más a komplementaritása.

Az enolforma megjelenésének valószínűségét az ionizációs sugárzások fokozzák.

A transzverziós szubsztitúció, amikor pirimidinbázis helyére purinbázis (vagy fordítva) épül be, a DNS-polimeráz hibás működéséből ered.

A szubsztitúciós mutációk mellett léteznek olyan pontmutációk is, melyeket egy-egy nukleotid kiesése (deléció) vagy többlete (inzerció) okoz. Ha a változás a DNS fehérjéket kódoló szakaszain történik, kereteltolódással járó (frame-shift) mutációkról beszélünk.

Mivel a fehérjét kódoló szakaszokban a bázisok egymásután hármasával (kodon) kódolnak egy-egy aminosavat, és a kodonok sora vesszőmentes, ezért deléció vagy inzerció eredményeként a mutációtól disztálisan az összes kodon-határ eltolódik, így az összes aminosav-kód sérül.

Deléciót idézhet elő a depurinizáció, mert az ilyen sérülést tartalmazó mintáról történő szintéziskor a depurinizáció helyén a DNS-polimeráz egy nulkeotidot nem épít be az új szálba.

Inzerciót okozhatnak bizonyos aromás gyűrűs molekulák, (pl. akridin festékek). Ezek beékelődnek a DNS szomszédos bázispárjai közé (interkaláció) és megzavarják a DNS-polimeráz működését, amely ezeken a helyeken egy számfeletti nukleotidot épít be az új láncba.

Ø        Kémiai mutagének

Ø        Amest teszt

A mutagén hatás kimutatásának az egyik legegyszerűbb módja. A próba az ún. szupresszor mutáció jelenségén alapul.

Szupresszor mutációnak nevezzük azt a második mutációt, amelyik az első mutáció által okozott genetikai változás megnyilvánulását megszünteti.

Ennek mechanizmusa sokféle lehet, történhet az első mutációval érintett génben, vagy azon kívül.

Az Ames-tesztben használt laboratóriumi baktériumtörzs (Salmonellák közé tartozók) egy genetikailag pontosan feltérképezett mutáció következtében elveszítette azt a képességét, hogy hisztidint tudjon előállítani. Ez a baktérium csak akkor növekszik, ha táptalajában hisztidin van.

A baktériumok repair-rendszere szándékosan tönkre van téve, hogy ne javítódjék a hiba spontán, ezenkívül a baktérium felszínéről hiányzik a lipopoliszacharid réteg, hogy a vizsgált anyag könnyebben bejusson a baktériumba.

Mutagén anyag hatására igen sok, és sokféle mutáció alakul ki, ezek között lehet olyan szupresszor mutáció is, aminek eredményeként a baktérium újra tud hisztidint előállítani.

Az Ames-próba lényege annak vizsgálata, hogy 10⁹ hisztidinhiányos baktériumból hány alakul át hisztidint termelni képes baktériummá, azaz hány lesz képes szaporodni kívülről bevitt hisztidin nélkül.

Mivel a szervezetünkbe bejutott anyagok közül sok nem mutagén önmagában, hanem a máj biotranszformációs enzimeinek hatására alakul át mutagénné, ezért a negatív Ames próbát ilyen jellegű teszt követi.