- Mó di truyền là mó bộ ba (triplet code) Cỏc bộ ba cuả mARN gọi là codon (mó) và bộ ba
1. Đột biến gen
1.3. Cỏc đột biến tự phỏt (spontaneous mutations)
Về nguyờn tắc, tất cả cỏc đột biến đều phải cú một nguyờn nhõn, nhưng đụi khi cỏc đột biến xảy ra mà khụng cú cỏc tỏc nhõn gõy đột biến (mutagens). Cỏc đột biến tự phỏt như vậy cú nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau gõy ra mà khụng phải từ bờn ngoài.
1.3.1. Cỏc đột biến gõy ra bởi bộ mỏy tỏi bản ADN
Dự cho sự tỏi bản được coi là chớnh xỏc, nhưng khụng phải là hoàn hảo. Như thế một sốđột biến nào đú xảy ra đơn thuần là do tổng hợp sai. Tần số kết cặp bazơ sai cú thể là 10-5 và bản thõn cỏc ADN polymerase cú khả năng đọc sửa trong khi tổng hợp ADN, nhờ vậy hạn chếđỏng kể tần số phỏt sinh đột biến do tỏi bản (10-5 ì10-5
= 10-10).
1.3.2. Sai sút trong tỏi bản do sự hỗ biến của cỏc bazơ
Cỏc bazơ trong ADN thường tồn tại ở một trong hai trạng thỏi biến đổi qua lại giữa chỳng gọi
là cỏc dạng hỗ biến (tautomer). Hiện tượng hỗ biến (tautomerism) xảy ra cú thể đơn thuần là do sự
sắp xếp lại của cỏc liờn kết và do sự thay đổi vị trớ của cỏc nguyờn tử hydro trong cỏc bazơ.
Cỏc bazơ purine và pyrimidine cú thể tồn tại dưới cỏc dạng hỗ biến: amino ↔ imino (đối với adenine và cytosine), hoặc keto ↔ enol (đối với guanine và thymine). Đú là sự biến đổi qua lại giữa hai trạng thỏi tồn tại bền (phổ biến) và kộm bền (hiếm gặp) của cỏc bazơ trong ADN do sự dịch chuyển vị trớ của cỏc nguyờn tử hydro (Hỡnh 7.6). Chớnh hiện tượng hỗ biến này dẫn tới sự thay đổi khả năng kết cặp bỡnh thường của cỏc bazơ và làm phỏt sinh cỏc đột biến gen dạng thay thế một cặp bazơ. Núi chung, cỏc bazơ này đều ớt tan trong nước và cú khả năng hấp thu ỏnh sỏng cực đại ở bước súng 260-270 nanomet. Vỡ vậy chỳng cú thểđược tỏch ra bằng cỏc phương phỏp sắc ký và điện di.
Hỡnh 7.6. Cỏc dạng hỗ biến qua lại giữa keto và enol của cỏc bazơ G và T.
Cỏc dạng phổ biến (bền vững) của adenine và cytosine là cỏc dạng amino; chỳng cú thể sắp xếp lại thành cỏc dạng hiếm imino kộm bền hơn. Chớnh sự thay đổi vị trớ của cỏc hydro làm thay đổi
đặc tớnh kết cặp của cỏc bazơ. Hậu quả của nú là dẫn tới sự kết cặp nhầm giữa cỏc bazơ trong tỏi bản, do đú trong những lần tỏi bản tiếp theo sẽ tạo ra cỏc thểđột biến đồng hoỏn tương ứng. Vớ dụ, ADN cha mẹ chứa cặp CG, trong lỳc tỏi bản C chuyển sang dạng imino (hiếm) và cặp nhầm với A (thay vỡ với G) tạo thành cặp C-A trong một ADN con. Trong lần tỏi bản tiếp theo, A sẽ cặp bỡnh thường với T tạo ra cặp T-A thay chỗ cặp CG trước đõy. Đõy là cơ chế của đột biến đồng hoỏn CG
→ TA.
1.3.3. Cỏc đột biến dịch khung tự phỏt trong khi tỏi bản
Cỏc tỏc nhõn xen vào giữa là nhúm tỏc nhõn quan trọng khỏc gõy biến đổi ADN, bao gồm cỏc thuốc nhuộm acridine. Chỳng là cỏc phõn tử mụ phỏng cỏc bazơ và cú thể xen vào giữa cỏc bazơ
nitơ của chuỗi xoắn kộp ADN. Bằng cỏch đú chỳng gõy ra sự xen thờm hoặc mất một cặp nucleotide trờn gen (acridine lớn gấp đụi một nucleotide), dẫn đến khung đọc mó thay đổi và cỏc protein được tổng hợp thường khụng cú hoạt tớnh.
1.3.4. Cỏc đột biến tự phỏt gõy ra bởi deamine hoỏ
Cỏc đột biến tự phỏt cú thể xảy ra bằng cỏc cơ chế kết cặp sai khỏc trong tỏi bản ADN. Chẳng hạn, cỏc bazơ đặc biệt là cytosine, cú xu hướng mất đi nhúm amin của chỳng trong một quỏ trỡnh gọi là deamine hoỏ (deamination). Phổ biến nhất là đảo cytosine thành uracil, thường thỡ khụng dẫn tới đột biến, bởi vỡ cỏc tế bào cú một cơ chế tỏch bỏ uracil (nhờ uracil-ADN glycosylase). Enzyme này cắt liờn kết giữa uracil và deoxyribose của nú, để rồi một enzyme khỏc tới bổ sung một cytosine vào gốc đường này để nú cặp với guanine ở sợi đối diện.