Механизмы мутагенеза
Последовательность событий, приводящая к мутации (внутри хромосомы) выглядит следующим образом. Происходит повреждение ДНК. Если повреждение ДНК не было корректно, оно приведет к мутации. Мутагенез на уровне генома также может быть связан с инверсиями, делециями, транслокациями, полиплоидией, и анеуплоидией, удвоением, утроением (множественной дупликацией) и т. д. некоторых хромосом.
В настоящее время существует несколько подходов, использующихся для объяснения природы и механизмов образования точечных мутаций. В рамках общепринятой, полимеразной модели считается, что единственной причиной образования мутаций замены оснований являются спорадические ошибки ДНК-полимераз. В настоящее время такая точка зрения является общепринятой.
Уотсоном и Криком предложили таутомерную модель спонтанного мутагенеза Они объяснили появление спонтанных мутаций замены оснований тем, что при соприкосновении молекулы ДНК с молекулами воды могут изменяться таутомерные состояния оснований ДНК.
Образование мутаций замены оснований объяснялось образованием Хугстиновских пар. Предполагается, что одной из причин образования мутаций замены основания является дезаминирование 5-метилцитозина,
В рамках полимеразно – таутомерная модель ультрафиолетового мутагенеза разработаны механизмы образования мишенных , и немишенных мутаций замены оснований, мишенных мутаций сдвига рамки. Разработаны механизмы образования мутаций замены оснований при склонной к ошибкам и SOS-репликации. и пострепликативной SOS-репарации. Полимеразно – таутомерная модель основана на идее о том, что при образовании цис-син циклобутановых пиримидиновых димеров могу изменяться таутомерные состояния входящих в них оснований. Предложен механизм изменения таутомерных состояний спаренных оснований при облучении молекулы ДНК ультрафиолетовым светом. Показано, что возможно образование 5 редких таутомерных состояний для аденина и тимина и 7 для гуанина и цитозина, способных влиять на характер спаривания оснований. Изучены условия, при которых такие редкие таутомерные формы оснований ДНК будут стабильными. Такие редкие таутомерные формы оснований ДНК будут стабильными, если соответствующие основания входят в состав циклобутановых димеров. Это происходит потому, что при образовании циклобутановых димеров, нить ДНК искривляется, и водородные связи между основаниями рвутся.
Точечная мутация
Точечная мутация, или единственная замена оснований, — тип мутации в ДНК или РНК, для которой характерна замена одного азотистого основания другим. Термин также применяется и в отношении парных замен нуклеотидов. Термин точечная мутация включает так же инсерции и делеции одного или нескольких нуклеотидов.
Хромосомные мутации
Инверсии
Реципрокные транслокации
Делеции
Дупликации и инсерционные транслокации
Геномные мутации
1. Анеуплоидия
2. Полиплоидия
Ядерные и цитоплазматические мутации
Ядерные мутации — геномные, хромосомные, точечные.
Цитоплазмотические мутации — связанные с мутациями неядерных генов находящихся в митохондриальной ДНК и ДНК пластид — хлоропластов.