Mutageneză și mutații

Xenobioticele și multe altele pot provoca daune grave genomului din corpul nostru. Termenul folosit de experți pentru a descrie acest proces este MUTAGENEZA.

Mutageneza este modificarea codului genetic, rezultând modificarea tripletelor și a produsului genetic (proteină). Modificarea indusă de o mutație genetică poate avea 3 destine principale:

suspendarea produsului genetic indus de introducerea codonului STOP;
pierderea funcționalității produsului genetic;
scăderea sau creșterea activității produsului genetic.

Aceste modificări ale codului genetic pot afecta atât celulele germinale, cât și celulele somatice. Dacă mutațiile afectează celulele germinale (gametii masculi și feminini) acestea provoacă boli genetice. În timpul meiozei, de exemplu, poate apărea o distribuție incorectă a cromozomilor, cu consecințe care afectează copilul nenăscut, cum ar fi sindromul Down, cunoscut sub numele de trisomia cromozomului 21.
Dacă mutațiile afectează celulele somatice, acestea din urmă pot suferi sau nu formarea de neoplasme.
Gradul de afectare mutagenă depinde de mai mulți factori:

concentrația de mutagen în mediu;
distribuția mutagenului în organismul uman;
metabolizarea mutagenului;
reactivitatea chimică a mutagenului;
capacitatea de reparare a deteriorării de către celule;
capacitatea țesutului țintă de a recunoaște și suprima multiplicarea celulelor cu proprietăți aberante.

Mutație punctuală

Mutația punctuală prezice o modificare a unei baze azotate.Această substituție poate fi o tranziție sau o transversie.

Tranziția constă în înlocuirea unei baze din aceeași clasă, deci o purină cu o purină sau o pirimidină cu o pirimidină. Prin urmare, adenina poate fi înlocuită cu guanină și invers, în timp ce timina poate fi înlocuită cu citozină și invers.

Transversia constă într-un schimb între diferite baze azotate, deci o purină cu o pirimidină.
Rezultatul genei va fi aminoacidul greșit în locul celui corect, cu consecințe potențiale foarte diferite.

EXEMPLU DE MUTARE PUNCTIFORM

CTC = Leucina dacă Timina a fost înlocuită cu o Citozină CCC = Prolină

După cum puteți vedea, prin înlocuirea unei singure baze avem o codificare diferită a aminoacizilor, deci mesaje diferite.

Mutație prin deplasarea modulului de citire

Acest tip de mutație constă dintr-o deleție sau o adăugare de perechi de nucleotide. Având două triplete, GCC și CGG, care codifică doi aminoacizi, primul pentru alanină și al doilea pentru aminoacidul arginină, dacă o mutație prin deplasarea modulul de citire dă naștere la diferite secvențe de aminoacizi.

Mutație tăcută

Mutația silențioasă este o „modificare a tripletului care codifică un aminoacid, care în urma acestei mutații codifică întotdeauna același aminoacid în timp ce schimbă secvența genică.

Mutația disidenței

Tripletul suferă o mutație care va codifica un aminoacid diferit, apoi secvența genică este modificată cu modificarea produsului proteic final. În acest caz, proteina poate fi încă funcțională dacă mutația a avut loc într-un punct al lanțului polipeptidic care are o influență redusă asupra activității proteinei, dar dacă în schimb mutația a avut loc într-un punct important al lanțului polipeptidic, activitatea proteina poate fi puternic sau modificată.

Mutație fără sens

Mutația fără sens duce la formarea unui codon stop, astfel încât proteina este semnificativ mai scurtă.

Cum provoacă o substanță mutagenă aceste mutații? Există trei moduri principale în care substanțele mutagene pot provoca leziuni grave ale ADN-ului.

Prima modalitate este înlocuirea bazelor azotate. Unele substanțe care induc mutații au o structură chimică foarte asemănătoare cu bazele de purină și pirimidină, deci sunt clasificate ca analogi ai bazelor. Prin urmare, acești analogi înlocuiesc bazele originale. Problema apare atunci când ADN-polimeraza se va găsi replicând ADN-ul întâlnind diferite baze; în consecință vor exista erori la nivelul replicării acidului nucleic.
A doua modalitate constă într-o „alchilare a bazelor de către agenți de alchilare. Acești agenți pot fi agenți de monoalchilare și, în acest caz, se leagă într-un singur punct al bazei azotate sau agenți de alchilare, cum ar fi nitrosaminele și„ aflatoxina, care se leagă în mai multe puncte ale bazelor azotate.
În cele din urmă, a treia cale constă în introducerea moleculelor plane care deplasează modulul de citire, cu modificarea consecventă a rezultatului.