Мутации при бактериите


Категория на документа: Биология



Промените в генетичните структури при мутациите могат да бъдат следните:
а) отпадане на определен участък от ДНК - делиция;
б) включване към ДНК молекулата на фрагмент, който преди не е съюествувал в нея - инсерция;
в) заменяне на част от генома с фрагмент със същата големина;

При бактериите мутациите са вътрегенни и могат да обхванат различни по големина части на гена. Когато те засягат само една мононуклеотидна двойка, се означават като точкови (моносайтови) мутации, когато имат по-голям обхват - полисайтови мутации (от англ. site - място).

Точковите мутации са делеции - отпадане на една мононуклеотидна двойка, инсерции - включване на нова двойка бази и замяна на един с друг мононуклеотиден чифт. Когато се заменя един пурин с пурин и пиримидин с пиримидин, те се наричат транзиции. А когато пурин се заменя с пиримидин и обратно - трансверзии. Структирата на изходния геном може да се възстаноеи след точкова мутация. Това са т. нар. обратни (реверсивни) мутации. Полисайтовите мутации обаче не дават обратни мутации, т.е не може да се получи пълно възстановяване на изходното състояние. Съществуват и т.нар. супресорни мутации, които се изразяват във възстановяване на изходния фенотип на родителската култура в друго място на генома.

Спонтанни мутации. Според Уотсън и Крих спонтанните точкови мутации се явяват рядко и се дължат на тавтомерно преместване на електрони в една от пуриновите или пиримидиновите бази. Например обикновено тимин съществува в кето-състояние, при което образува водородна връзка с аденин. Ако премине в рядката за него енолна форма, в този момент, когато е матрица в процеса на прекликация на ДНК, той ще образува водородна връзка не с аденин, а с гуанин (фиг. 1). Новата верига ще съдържа гуанин вместо аденин. При следващи репликации ще се създаде

двойката гуанин - цитозин -( Г- Ц), докато изходната ДНК съдържа (А - Т). Тимин в енолна форма може да образува три водородни връзки с гуанин, докато в нормалната кетоформа образува две водородни връзки с аденина.

Фиг. 1. Удвояване на базите в ДНК
Отляво: тимин в нормална кетоформа образува две водородни връзки с аденина.
Отдясно: тимин в енолна форма - образува три водородни връзки с гуанин, но при следващи репликации се свързва гуанина с цитозин.

Индуцирани мутации. Различни мутагенни препарати предизвикват
промени, подобни на тавтомерните превръщания и се осъществяват
с помощта на т. нар. базови аналози. Така например 5-бромурацилът
(5БУ) действа мутагенно, като се вгражда в ДНК на мястото на тимина.
Различието между тимина и 5БУ се състои в това, че метиловата група
от въглерода на пето място е заменена с бром. 5БУ в кетоформа се
комплементира нормално с аденина, а в енолна форма е комплементиран
с гуанина. Грешките в комплементарното свързване могат да се наблюдават
по два различни пътя. Първо, посредством включването на аналог и второ, чрез реплицирането. Ако 5БУ замести тимина и след това по
време на репликацията погрешно се свърже с гуанин, вместо аденин ще се
получи Г - Ц от А - Т, което се означава като релликационна грешка.

Когато 5БУ е в енолна форма и се включи погрешно срещу гуанин
на мястото на цитозин, ще се осъществи транзиция от Ц - Г към Т - А -
осъществява се инкорпорационна грешка (фиг. 2).

Някои мутагени предизвикват химически изменения в базите на ДНК. Например азотистата киселина дезаминира аденина, гуанина или цитозина. Дезаминираният аденин (хипоксантин) образува водородни връзки с цитозин вместо с тимин и при следваща репликация замества А - Т с Г - Ц. Дезаминираният цитозин (урацил) образува водородни връзки с аденин вместо с гуанин и предизвиква заместване на Г - Ц с А - Т, а действието на дезаминирания гуанин (ксантин) не е уточнено. Предполага
се, че ксантинът може да се свърже с цитозина, поради което дезаминирането на гуанина не ще има мутагенен ефект.

Алкилиращи вещества като етилметансулфонат се оказват ефективни
химически мутагени. Тези агенти алкилират пуриновите и пиримидиновите
бази на ДНК в различни участъци, а някои от тях предизвикват образуването на неправилни двойки.

*рядка енолна форма на бромурацила *рядка енолна форма на бромурацила

Репликационна грешка инкорпорационна грешка

а б

Фиг. 2. Мутагеназа при погрешно подреждане с 5БУ а) превръщане на А - Т
в Г - П при възникване на рядка енолва форма на 5БУ; 6) превръщане на Ц Г
в А - Т чрез вграждане на рядка еноляа форма на 5БУ




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Мутации при бактериите 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.