Agentes mutagênicos O que é, como eles agem, tipos, exemplos

O Agentes mutagênicos, Também chamados mutans, são moléculas de natureza diferente que causam mudanças nas bases que fazem parte das cadeias de DNA. Dessa forma, a presença desses agentes amplifica a taxa de mutação no material genético. Eles são classificados como mutagênicos físicos, químicos e biológicos.

A mutagênese é um evento onipresente em entidades biológicas e não se traduz necessariamente em mudanças negativas. De fato, é a fonte de variação que permite a mudança evolutiva.

Geralmente, as mutações afetam a função de um gene e isso pode perder ou modificar sua função. Como uma mudança na sequência de DNA, afeta todas as cópias de proteínas, certas mutações podem ser extremamente tóxicas para a célula ou para o organismo em geral.

Tipos de agentes mutagênicos

Agentes que causam mutações no material genético são de natureza muito diversa. Primeiro, exploraremos a classificação de mutagênicos e daremos exemplos de cada tipo, então explicaremos as diferentes maneiras pelas quais o mutagênico pode produzir mudanças na molécula de DNA.

Mutagenos químicos

Mutagenos da natureza química inclui os seguintes tipos de produtos químicos: acridinas, nitrosamina, epóxias, entre outros. Há uma subclassificação para esses agentes em:

Bases análogas

As moléculas que têm similaridade estrutural com as bases nitrogenadas têm a capacidade de induzir mutações; Entre os mais comuns estão L 5-bromouracil e 2-aminopurina.

Agentes que reagem com material genético

Ácido nitroso, hidroxilamina e uma série de agentes alugados reagem diretamente nas bases que formam o DNA e podem mudar de purina para pirimidina e vice -versa.

AGENTES CONTES

Existem várias moléculas como acridinas, brometo de etídio (amplamente utilizado em laboratórios de biologia molecular) e proflavina, que têm uma estrutura molecular plana e conseguem entrar na fita de DNA.

Reações oxidativas

O metabolismo celular normal tem como produto secundário uma série de espécies reativas de oxigênio que danificam as estruturas celulares e também material genético.

Mutans físicos

O segundo tipo de agente mutagênico é físico. Nesta categoria, encontramos os diferentes tipos de radiação que afetam o DNA.

Mutagênicos biológicos

Finalmente, temos mutantes biológicos. São organismos que podem induzir mutações (incluindo anomalias em cromossomos) em vírus e outros microorganismos.

Tipos de mutações de agentes mutagênicos

A presença de agentes mutagênicos causa alterações nas bases de DNA. Se o resultado envolve a mudança de uma base política ou pirimidina para uma da mesma natureza química, falamos sobre uma transição.

Por outro lado, se ocorrer a mudança entre bases de diferentes tipos (uma purina por uma pirimidina ou o oposto), chamamos o processo de transversão. As transições podem ocorrer pelos seguintes eventos:

Tautomerização base

Na química, o termo isômero é usado para descrever a propriedade de moléculas com a mesma fórmula molecular de apresentar diferentes estruturas químicas. Tautômeros são isômeros que diferem apenas de seu par na posição de um grupo funcional e, entre as duas formas, há um equilíbrio químico.

Um tipo de tautomeía é o ceto-enol, onde ocorre a migração de um hidrogênio e alterna entre ambas as formas. Também há mudanças entre imino para amino. Graças à sua composição química, as bases de DNA experimentam esse fenômeno.

Por exemplo, normalmente a adenina é encontrada como amino e olha normalmente - com Timina. No entanto, quando está localizado em seu isômero imino (muito incomum), parece com uma base incorreta: a citosina.

Incorporação de bases análogas

A incorporação de moléculas que se assemelham às bases pode prejudicar o padrão de acasalamento da base. Por exemplo, a incorporação de 5 bromouracil (em vez de timina) se comporta como uma citosina e carrega a substituição de um par em um par de CG.

Ação direta nas bases

A ação direta de certos mutagênicos pode afetar diretamente as bases de DNA. Por exemplo, o ácido nitroso transforma adenina em uma molécula semelhante, hipoxantina, por meio de uma reação de desaminação oxidativa. Esta nova molécula olha com a citosina (e não com Timina, como a adenina normalmente faria).

A mudança também pode ocorrer na citosina e, como um produto de desgosto, o uracil é obtido. A substituição de uma única base no DNA tem consequências diretas nos processos de transcrição e tradução da sequência peptídica.

Um códon de rescisão pode aparecer com antecedência e a tradução para prematuramente, afetando a proteína.

Adição ou exclusão de bases

Alguns mutagênicos, como agentes intercalantes (acridina, entre outros) e radiação ultravioleta, têm a capacidade de modificar a cadeia nucleotídica.

Por agentes intercalantes

Como mencionamos, os agentes de interça são moléculas planas e têm a capacidade de intercalar (Daí o seu nome) entre as bases da fita, distorcendo -a.

No momento da replicação, essa deformação na molécula leva à exclusão (isto é, para uma perda) ou inserção de base. Quando o DNA perde bases ou o novo quadro de leitura é afetado.

Lembre -se de que o código genético envolve a leitura de três nucleotídeos que codificam para um aminoácido. Se adicionarmos ou removermos nucleotídeos (em um número que não é 3) toda a leitura do DNA será afetada, e a proteína será totalmente diferente.

Este tipo de mutações é chamado Mudança de quadro o Mudanças na composição dos trigêmeos.

Radiação ultravioleta

A radiação ultravioleta é um agente mutagênico e é um componente não ionizante normal da luz solar comum. No entanto, o componente com a maior taxa mutagênica é presa pela camada de ozônio da atmosfera da Terra.

A molécula de DNA absorve a radiação e a formação de diâmetros de pirimidina ocorre. Isto é, as bases de pirimidina se ligam através de ligações covalentes.

Timinas adjacentes na cadeia de DNA podem se juntar aos dímeros de Timinas. Essas estruturas também afetam o processo de replicação.

Em alguns organismos, como bactérias, esses dímeros podem ser reparados graças à presença de uma enzima de reparo chamada fotoliase. Esta enzima usa a luz visível para converter os dímeros em duas bases separadas.

No entanto, o reparo de divisão de nucleotídeos não se restringe aos erros causados ​​pela luz. O mecanismo de reparo é largo e pode reparar os danos causados ​​por vários fatores.

Quando os humanos nos expõem excessivamente ao sol, nossas células recebem quantidades excessivas de radiação ultravioleta. A conseqüência é a geração de Timina dímeros e pode causar câncer de pele.

Referências

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologia celular essencial. Garland Science.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. E. (2000). A célula: abordagem molecular. Sinauer Associates.