I. По происхождению.
1. Спонтанные— возникающие самопроизвольно, без преднамеренного экспериментального воздействия, под влиянием природных факторов или в результате физиологических изменений в самом организме.
Спонтанные мутациисоставляют естественный (спонтанный) фон, величина которого колеблется в зависимости от типа мутации и вида микробной популяции в пределах 10-7–10-10. При высоких скоростях роста частотой мутирования постоянна, и ее обычно определяют для клеток в экспоненциальной фазе роста при оптимальных условиях среды. Спонтанные мутации могут обусловливать благоприятные и неблагоприятные генетические изменения.
Причины спонтанных мутаций:
– ошибки в работе ДНК–полимеразы во время репликации ДНК и неправильного формирования комплементарных пар оснований. Мутации происходят в результате ошибочного включения в синтезируемую дочернюю цепь вместо одного азотистого основания другого, некомплементарного имеющегося в родительской цепи, напр., вместо аденина, комплементарного тимину, гуанина или цитозина;
– инсертациронные мутации, возникающие при встраивании в нуклеоид внехромосомных факторов наследственности (IS–последовательностей, транспозонов, плазмид). Фенотип мутации зависит от места их интеграции: если она происходит вблизи промотора, то нарушается функция регуляторного гена, а вблизи структурного гена — синтез закодированного в нем продукта. При наличии у бактерий генов-мутаторов частота мутаций увеличивается в 100 и более раз;
– ошибки в работе репарирующих ферментов.
2. Индуцированные — возникают под влиянием мутагенов — внешних факторов физической, химической или биологической природы, повреждающих ДНК. Общее число мутагенов в настоящее время измеряется несколькими сотнями.
Мутагены(мутагенные факторы) — (лат. mutatio — изменение и греч. genesis — развитие) — химические вещества или физические факторы, вызывающие предмутационные изменения в ДНК или РНК (в случае РНК–вирусов), которые в результате ошибок в работе репарирующих ферментов или в процессе репарации переходят в мутацию.
Классификация мутагенов по природе:
а) физические(УФ–излучение, g–излучение, температура) — оказывают прямое и опосредованное (окислительные и деструктивные процессы под действием свободных радикалов) повреждающее действие на основания ДНК.
б) химические:
– - ингибиторы предшественников нуклеиновых кислот;
– -аналоги азотистых оснований (5–бромурацил, 2–аминопурин);
– - алкилирующие соединения (гидроксиламин, азотистая кислота);
– - окислители;
– - восстановители;
– - свободные радикалы;
– - акридиновые красители;
– - производные нитрофуранового ряда.
Часть химических мутагенов действует лишь при синтезе ДНК, другие способны вызывать мутации, действуя на покоящуюся ДНК.
в) биологические (вирусы, транспозоны).
Классификация мутагенов по механизму действия:
а) аналоги азотистых оснований Þ замена пар оснований.
Азотистая кислота дезаминирует азотистые основания, в результате чего после нескольких актов редупликации ДНК в ней происходит замена пар оснований гуанин–цитозин (ГЦ) на аденин–тимин (AT). Гидроксиламин во внеклеточных вирусах действует только на цитозин, что приводит к замене ГЦ на AT.
Аналог тимина, 5–бромурацил, замещает тимин у фагов и бактерий в процессе редупликации их ДНК, что может привести к замене пары AT на ГЦ.
б) акридиновые красители Þ выпадения или вставки оснований.
Этилэтансульфонат и этилметансульфонат вызывают алкилирование гуанина и его отщепление от рибозофосфатного скелета и другие повреждения в ДНК.
в) УФ–излучение, некоторые продукты микробного метаболизма (формальдегид) Þ нарушение работы ДНК–полимеразы Þ образование тиминовых димеров — «сшивок» между соседними молекулами тимина.
г) нитрозосоединенияÞ множественный эффект («супермутагены»). Нитрозонитрометилгуанидин и нитрозопроизводные мочевины алкилируют цитозин, вызывая его замену тимином. Они характеризуются чрезвычайно высокой эффективностью при незначительном летальном действии, извращают синтез предшественников ДНК, дезаминируют некоторые основания.
Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 458;