33. Мутагены (определение, классификация, примеры).

Мутагены – химические, физические или биологические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации.

Классификация:

Физические мутагены

• ионизирующее излучение;

• радиоактивный распад;

• ультрафиолетовое излучение;

• модулированное радиоизлучение и электромагнитные поля^[1][2];

• чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены

• окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода);

• алкилирующие агенты (например, иодацетамид);

• пестициды (например гербициды, фунгициды);

• некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);

• продукты переработки нефти;

• органические растворители;

• лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

• К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК).

Биологические мутагены

• специфические последовательности ДНК  — транспозоны;

• некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);

• продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

• антигены некоторых микроорганизмов.

34. Генные мутации. Классификация генных мутаций.

Генные мутации – мутации, в результате которых происходят изменения различных частей гена. Генные (точковые) мутации связаны с изменением нуклеотидной последовательности гена. Мутации генов приводят к появлению новых аллелей и являются источником генетической вариабельности (полиморфизма) в популяции. Они также являются причиной гибели клеток, наследственных и онкологических заболеваний человека.

Классификация генных мутаций:

-генные вставки – вставка пары или нескольких нуклеотидов

- генные делеции – выпадение пары или нескольких нуклеотидов

- генные замены – замена пары или нескольких нуклеотидов

- генные инверсии – перестановки положения нуклеотидов внутри гена.

35. Молекулярные механизмы возникновения генных мутаций

Тип мутации	Причина повреждений	Молекулярные механизмы
Апуринизация	Спонтанно или при повышении температуры	Разрыв гликозидной связи между пурином и дезоксирибозой
Дезаминирование	Спонтанно или под действием HNO2	Потеря аминогруппы (NH2) цитозином и аденином. Цитозин превращается в урацил, аденин – в гипоксантин
Алкилирование (метилирование)	Действие на ДНК алкилирующих агентов - этилметансульфат	Присоединение метильной группы (CH 3) к гуанину, образуется метилгуанин
Образование тиминовых димеров	Действие УФ-излучения	Образование циклобутановых колец между двумя тиминами в цепи ДНК
Включение в цепь ДНК аналогов азотистых оснований (5’-БУ – аналог тимина)	Ошибки репликации, нарушение корректирующей активности ДНК-полимеразы	5’-БУ в редкой енольной форме может образовывать связь с гуанином, что приводит к замещению в ДНК пары А - Т на пару Г - Ц
Таутомеризация	Существование органических соединений в разных формах	Мутации типа замены
Разрывы цепи ДНК	Рентгеновские лучи, ионизирующее излучение	Делеции, транслокации, сдвиг рамки считывания, образование кольцевых молекул ДНК
Сдвиг рамки считывания	Встраивание интеркалирующих агентов в молекулу ДНК	Вставка дополнительного нуклеотида в следующем цикле репликации
Экспансия тринуклеотидов	Ошибки репликации	Вставка дополнительных повторов из трех нуклеотидов в последовательность гена