Tài liệu Cơ chế gây đột biến điểm pdf

C ch gâyơ ế đ t bi n đi mộ ế ể Khi ki m tra dãy đ t bi n đ c gây t oể ộ ế ượ ạ b i các tác nhân đ t bi n khác nhau choớ ộ ế th y m i tác nhân đ t bi n đ c đ cấ ỗ ộ ế ượ ặ tr ng b i m t đ c tính đ t bi n khácư ở ộ ặ ộ ế nhau hay "preference" v c m t d ngề ả ộ ạ đ t bi n nh t đ nh và m t đi m đ tộ ế ấ ị ộ ể ộ bi n nh t đ nh, đ c g i là đi m dế ấ ị ượ ọ ể ễ x y ra đ t bi n (mutational hot spots).ả ộ ế Đ c tính đ t bi n nh th đ c chú ýặ ộ ế ư ế ượ l n đ u tiên locus rII c aầ ầ ở ủ bacteriophage T4. Tác nhân đ t bi n ho t đ ng ít nh t quaộ ế ạ ộ ấ ba c ch khác nhau: chúng có th làmơ ế ể thay th m t base trong DNA; làm bi nế ộ ế đ i m t base gây k t c p nh m v i m tổ ộ ế ặ ầ ớ ộ base khác; làm sai h ng m t base, d nỏ ộ ẫ đ n không th k t c p v i b t kỳ baseế ể ế ặ ớ ấ nào trong đi u ki n bình th ng.ề ệ ườ Đ tộ bi nế thay thế base: m tộ vài h pợ ch tấ hóa h cọ t ngươ tự nitrogen base bình th ng c a DNA, đôi khi chúng cóườ ủ th g n vào DNA thay cho base bìnhể ắ th ng. Nh ng ch t nh th đ c g iườ ữ ấ ư ế ượ ọ là các ch t t ng đ ng v i base (baseấ ươ ươ ớ analogs). Các ch t t ng đ ng này k tấ ươ ươ ế c p không nh s k t c p c a các baseặ ư ự ế ặ ủ bình th ng. Vì v y chúng có th gây raườ ậ ể đ t bi n do g n vào m t nucleotideộ ế ắ ộ không đúng trong quá trình sao chép. Đ hi u ho t đ ng c a các ch t t ngể ể ạ ộ ủ ấ ươ đ ng base, tr c h t c n ph i xem xétươ ướ ế ầ ả khuynh h ng t nhiên c a các base đ iướ ự ủ ố v i s hình thành các d ng khác nhau.ớ ự ạ M i base trong phân t DNA có th xu tỗ ử ể ấ hi n m t trong s nhi u d ng đ cệ ở ộ ố ề ạ ượ g i là tautomers, chúng là các đ ng phânọ ồ khác nhau v trí nguyên t và nh ngở ị ử ữ liên k t gi a các nguyên t . D ng ketoế ữ ử ạ c a m i base th ng có trong DNA,ủ ỗ ườ trong khi d ng imino và enol c a base làạ ủ hi m. Tautomer imino ho c enol có thế ặ ể k t c p sai v i base t o m t k tế ặ ớ ạ ộ ế c pặ nh mầ (mispair). Khả năng k tế c pặ nh mầ như thế gây ra đ tộ bi n trongế quá trình sao chép đ c chú ý đ u tiênượ ầ b i Watson và Crick khi các tác gi nàyở ả nghiên c u công th c v mô hình c uứ ứ ề ấ trúc DNA. S k t c p nh m có th sinh ra ng uự ế ặ ầ ể ẫ nhiên, nh ng cũng có th sinh ra khi baseư ể b ion hóa. Tác nhân gây đ t bi n 5-ị ộ ế Bromouracil (5-BrU) là ch t t ngấ ươ đ ng v i thymine, có brome v tríươ ớ ở ị carbon s 5 thay cho nhóm -CHố 3 c aủ thymine. Ho t tính c a nó d a trên quáạ ủ ự tình inolization và ionization. d ng keto, 5-BrU k t c p v i adeninỞ ạ ế ặ ớ nh tr ng h p thymine. Tuy nhiên, sư ườ ợ ự có m t c a nguyên t bromine làm thayặ ủ ử đ i m t cách có ý nghĩa s phân bổ ộ ự ố electron ở vòng base. Vì v yậ 5-BrU có thể chuy nể sang d ngạ enol và d ng ion, và nó có th k t c p v iạ ể ế ặ ớ guanine nh tr ng h p cytosine t o raư ườ ợ ạ c p 5-BrU-G. Trong l n nhân đôi ti pặ ầ ế theo G k t c p v i C, t o c p G-C thayế ặ ớ ạ ặ cho c p A-T. K t qu gây ra đ t bi nặ ế ả ộ ế đ ng hoán. T ng t 5-BrU cũng có thồ ươ ự ể gây ra đ t bi n đ ng hoán A-T thay choộ ế ồ c p G-C.ặ Ch ng minh m t vài k t c p nh m cóứ ộ ế ặ ầ th x y ra do k t qu c a s thay đ i 1ể ả ế ả ủ ự ổ tautomer thành 1 tautomer khác M t hóa ch t gây đ t bi n khác là 2-ộ ấ ộ ế amino-purine (2-AP), là hóa ch t t ngấ ươ đ ng adenine, có th k t c p v iươ ể ế ặ ớ thymine. Khi b proton hóa, 2-AP có thị ể k t c p nh m v i cytosine,ế ặ ầ ớ có th gâyể ra th h sau đ t bi n đ ng hoán G-Cế ệ ộ ế ồ thay cho A-T do k t c p nh m v iế ặ ầ ớ cytosine trong l n sao chép ti p theo.ầ ế Thay th base (base alteration)ế S k t c p nh m chuyên bi t do đ tự ế ặ ầ ệ ộ bi n c m ng alkyl hoáế ả ứ M tộ vài tác nhân đ tộ bi nế không g nắ vào DNA, mà l iạ làm bi nế đ iổ base gây ra s k t c p sai. Tác nhânự ế ặ alkyl đ c s d ng ph bi n nh là tácượ ử ụ ổ ế ư nhân đ tộ bi n, ch ngế ẳ h n nhạ ư ethylmethanesulfonate (EMS) và nitrosoguanidine (NG) gây đ t bi n theoộ ế cách này. Nh ng tác nhân nh th s thêm nhómữ ư ế ẽ alkyl (nhóm ethyl trong tr ng h p EMSườ ợ và nhóm methyl trong tr ngườ h p NG)ợ nhi uở ề v tríị trên cả 4 base. Tuy nhiên, đ t bi n h u nh ch x y ra khi nhómộ ế ầ ư ỉ ả alkyl đ c thêm vào oxy s 6 c aượ ở ố ủ guanine t o ra O-6-alkylguanine. Sạ ự alkyl hóa này d n đ n s k t c pẫ ế ự ế ặ nh mầ v i thymine . K t qu sinh ra đ tớ ế ả ộ bi n đ ng hoán G-C->A-T trong l n saoế ồ ầ chép ti p theo.ế Tác nhân xen vào gi aữ (intercalating agents) là nhóm tác nhân quan trong khác gây bi nế đ iổ DNA. Nhóm c aủ các h pợ ch tấ này bao g m proflavin,ồ acridin cam và m tộ nhóm các h pợ ch tấ hóa h cọ khác. Các tác nhân này là nhóm các phân t b t ch c các c pử ắ ướ ặ base và có th xen vào gi a các nitrogenể ữ base lõi chu i xo n kép DNA. v tríở ỗ ắ Ở ị xen vào này chúng gây s thêm vào ho cự ặ m t đi m t c p nucleotide.ấ ộ ặ Sai h ngỏ base: M tộ số l nớ tác nhân đ tộ bi nế gây sai h ngỏ m tộ ho cặ nhi u base. Vì v y không th k t c pề ậ ể ế ặ v i base đ c tr ng. K t qu làm c n trớ ặ ư ế ả ả ở s sao chép vì DNA polymerase khôngự th ti p t c quá trình t ng h p DNA quaể ế ụ ổ ợ nh ng base sai h ng. E.coliquá trìnhữ ỏ Ở này x y ra đòi h i ho t tính c a hả ỏ ạ ủ ệ th ng SOS. H th ng này đ c kíchố ệ ố ượ thích nh là m t ph n ng kh n c pư ộ ả ứ ẩ ấ ngăn c n s ch t t bào khi DNA b saiả ự ế ế ị h ng n ng.ỏ ặ * C ch c a đ t bi n ng u nhiênơ ế ủ ộ ế ẫ Đ t bi n ng u nhiên x y ra do nhi uộ ế ẫ ả ề nguyên nhân: g m sai h ng trong quáồ ỏ trình sao chép DNA, các t n th ngổ ươ ng u nhiên, s chen vào c a y u t diẫ ự ủ ế ố đ ng. Đ t bi n ng u nhiên hi m nênộ ộ ế ẫ ế khó xác đ nh c ch c b n. Tuy nhiên,ị ơ ế ơ ả m t vài h th ng ch n l c cho phép thuộ ệ ố ọ ọ đ c đ t bi n ng u nhiên và phân tích ượ ộ ế ẫ ở m c đ phân t . T b n ch t c a nh ngứ ộ ử ừ ả ấ ủ ữ thay đ i trình t có th suy ra quá trìnhổ ự ể d n đ n đ t bi n ng u nhiên.ẫ ế ộ ế ẫ Nh ng sai h ng ng u nhiên (spontaneousữ ỏ ẫ lesions) đ n DNA có th sinh ra đ tế ể ộ bi n. Hai t n th ng ng u nhiên th ngế ổ ươ ẫ ườ xu t hi n nh t: depurination vàấ ệ ấ deamination, trong đó depurination phổ bi n h n.ế ơ Depurination do tác d ngụ c aủ aflatoxin, làm m tấ m tộ base purine. Ngoài ra, quá trình m t purine cũng x yấ ả ra m t cách t nhiên. M t t bào đ ngộ ự ộ ế ộ v t m t ng u nhiên kho ng 10.000ậ ấ ẫ ả purine c a DNA trong m t th h t bàoủ ộ ế ệ ế kho ng 20 gi 37oC. N u t n th ngả ờ ở ế ổ ươ này đ c gi l i, d n đ n sai h ng diượ ữ ạ ẫ ế ỏ truy n đáng k vì trong quá trình saoề ể chép, v trí m t purine không th đ nh rõị ấ ể ị đ c lo i base nào. Trong nh ng đi uượ ạ ữ ề ki n nh t đ nh m t base có th chèn vàoệ ấ ị ộ ể t o ra đ t bi n.ạ ộ ế Deamination c aủ cytosine t oạ ra uracil. Uracil sẽ k tế c pặ v iớ adenin trong quá trình sao chép, k tế quả t oạ ra đ tộ bi nế đ ngồ hoán G-C® A- [...]... chép tạo ra đột biến đồng hoán chuyển C thành T Ngoài 2 quá trình gây sai hỏng như trên, sự oxy hóa tạo ra các base bị sai hỏng là dạng tổn thương thứ ba Dạng oxygen hoạt động như gốc superoxid (O2.-), hydrogen peroxide (H2O2) và gốc hydroxyl (.OH) được tạo ra do sản phẩm của quá trình chuyển hóa (aerobic metabolism) Các dạng này có thể gây tổn thương oxy hóa đến DNA, kết quả tạo ra đột biến Deamination... nguồn đột biến khác Thay thế base: sai hỏng trong sao chép DNA có thể xảy ra khi có một cặp nucleotide ghép không chính xác (như AC) tạo ra trong quá trình tổng hợp DNA dẫn đến sự thay thế một base Đột biến thêm vào và mất base: Một loại sai hỏng sao chép khác dẫn đến thêm vào hoặc mất đị một hoặc một số cặp base Trong trường hợp số base thêm vào hoặc mất đi không chia hết cho 3, sẽ tạo ra đột biến . C ch gây ế đ t bi n đi mộ ế ể Khi ki m tra dãy đ t bi n đ c gây t oể ộ ế ượ ạ b i các tác nhân đ t bi n khác. p G-C thayế ặ ớ ạ ặ cho c p A-T. K t qu gây ra đ t bi nặ ế ả ộ ế đ ng hoán. T ng t 5-BrU cũng có thồ ươ ự ể gây ra đ t bi n đ ng hoán A-T thay choộ ế