Meniu

Mutagenezė

Yra mutacijos susidarymo procesas. Mutacijų pagrindas – pirminė pažaida DNR molekulėje, kuri gali būti kaip azotinių bazių cheminė modifikacija (pvz., uracilo ir adenino tautomerų susidarymas), alkilinimo arba jų deamininimo išdava. Sutrikus vietinei DNR sintezei dėl nepakeičiamųjų nukleotidų trūkumo, gali įvykti tokia pirminė DNR pažaida, kai normalios azotinės bazės pakeičiamos analogais. Pirminėms DNR pažaidoms priklauso atvejai, kai DNR netenka arba įgauna papildomų azotinių bazių savo polinukleotidinėje grandinėje, pvz., veikiant akridinui. DNR molekulėse, veikiant mutagenams, gali sutrūkti kovalentiniai ryšiai vienoje grandinėje arba abiejose, arba gali susiformuoti anomalieji ryšiai tarp gretutinių azotinių bazių vienoje grandinėje, arba susidaryti tarpmolekulinės „persiuvos“ tarp grandinių, susiformuojant pirimidino bazių dimerams, dažniausiai veikiant ultravioletiniams spinduliams. Pirminė DNR molekulės pažaida, sukelta mutageno, yra tik pradmės (iniciacinė) grandinė susidarant mutacijai. Ji gali virsti mutacija sudėtingo daugiaetapio proceso metu arba be pėdsakų išnykti pataisos (reparacijos) keliu. Kai DNR molekulėje purino azotinė bazė pakeičiama pirimidinu ir atvirkščiai, tai vadinama transversija, kai purinas verčiamas kitu purinu arba pirimidinas kitu pirimidinu – tranzicija. Genetiškai tranzicijos ir transversijos skatina naujų kodonų formavimąsi ir lemia anomaliųjų aminorūgščių įsiterpimą į sintetinamą naują polipeptidinę grandinę. Kodono prasmės iškreipimas gali tapti įgimtos patologijos priežastimi. Pavyzdžiui, transversija timino adeninu triplete C-T-C, koduojančiame normaliai glutamo rūgšties įterpimą į hemoglobino β grandinės 6-ją padėtį, tampa glutamo rūgšties pakeitimo valinu ir anomaliojo hemoglobino HbS susidarymo ir sunkios pjautuvinės anemijos (siklemijos) susiformavimo priežastis. Jei nukleotidų seka, garantuojanti paveldimą informaciją gene, sutrikdoma dėl nukleotidų iškritimo arba naujų įsiterpimo, atsiranda savotiška mutacija, kurią sukelia „informacijos rėmelio skaitymo poslinkis“. Tokį poveikį sukelia akridino dažai, nes jie, įsiterpdami tarp azoto bazių DNR molekulėje, sugeba padidinti normalų tarpą tarp jų bent 2 kartus ir iškreipti informaciją. Galimi struktūros pokyčiai ir chromosomose, vadinamosios aberacijos (nuokrypiai), kurios susijusios su sutrumpėjusiais galais, delecijomis, duplikacijomis, inversijomis arba translokacijomis. Taip mutagenai gali sutraukyti net keletą chromosomų. Genai sukuria tokias biochemines sąlygas ląstelėse, kurios garantuoja optimalų mutacijų skaičių tam tikromis sąlygomis. Jei trikdoma genų veikla, trukdanti optimalią mutagenezę, tada ji stiprėja arba lėtėja. Minimalus geno fragmentas, kurio pokytis lemia mutacijos susidarymą, yra mutonas – mutacijos vienetas. Tam tikrų genų mutacijų dažnis yra nedidelis (10–3–10–5 arba mažiau). Veikiant vienam genų kompleksui, mutacijų dažnis gali būti didesnis, kitam – mažesnis. Mutacijų dažnis yra svarbus išlaikyti rūšį. Didelis mutacijų dažnis gali pažeisti paveldėjimą. Sumažėjęs mutacijų dažnis sumažina populiacijoje skaičių svarbių paveldimųjų pokyčių, būtinų organizmų evoliucijai ir gyvybiškumui. Tai rodo, kad mutagenezės lygis populiacijose negali būti atsitiktinis. Kiekvienos rūšies genotipinės kontrolės veiksniai formuoja optimalų mutacijų dažnį, nes tai svarbu rūšiai prisitaikyti. Dirbtinai sukelta mutacija, panaudojus fizikinius ar cheminius mutagenus, yra vienas iš svarbiausių eksperimentinės genetikos metodų. Selekcijos metu mutagenezė taikoma norint gauti perspektyvių gyvūnų, augalų ar mikroorganizmų mutantų. Spontaninių arba indukuotų mutacijų susidarymo daugiaetapis procesas vadinamas mutaciniu procesu, o mutagenezė yra mutacijų sužadinimo procesas.

Rašyti komentarą

Captcha