Tài liệu Cơ chế gây đột biến điểm pdf

khác gây bi nế đ iổ DNA... Deamination 5-methylcytosine t oạ ra thymine.

C ch gây ơ ế

Khi ki m tra dãy đ t bi n để ộ ế ược gây t oạ

b i các tác nhân đ t bi n khác nhau choớ ộ ế

th y m i tác nhân đ t bi n đấ ỗ ộ ế ược đ cặ

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, đế ấ ị ược g i là đi m dọ ể ễ

x y ra đ t bi n (mutational hot spots).ả ộ ế

Đ c tính đ t bi n nh th đặ ộ ế ư ế ược chú ý

l n đ u tiên ầ ầ ở locus rII c aủ 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 thề ệ ường

Đ tộ bi nế thay thế base: m tộ vài h pợ

ch tấ hóa h cọ tươ tự nitrogen base ng bình thường c a DNA, đôi khi chúng cóủ

th g n vào DNA thay cho base bìnhể ắ

thường Nh ng ch t nh th đữ ấ ư ế ược g iọ

là các ch t tấ ương đương v i base (baseớ analogs) Các ch t tấ ương đương này k tế

c p không nh s k t c p c a các baseặ ư ự ế ặ ủ

bình thường Vì v y chúng có th gây raậ 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 tể ể ạ ộ ủ ấ ươ ng

đương base, trước h t c n ph i xem xétế ầ ả khuynh hướng t nhiên c a các base đ iự 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 đệ ở ộ ố ề ạ ượ c

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 thủ ỗ ường có trong DNA,

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 được chú ý đ u tiênầ

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 tấ ươ ng

đương v i thymine, có brome v tríớ 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 adenin

nh trư ường h p thymine Tuy nhiên, sợ 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 trư ường h p cytosine t o raợ 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 Tồ ương t 5-BrU cũng có thự 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 tấ ươ ng

đương adenine, có th k t c p v iể 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 đượ ử ục s d ng ph bi n nh là tácổ 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 trường h p EMSợ

và nhóm methyl trong trườ h p NG)ng ợ nhi u

ở 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 được thêm vào oxy s 6 c aở 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 chử ắ ước các c pặ 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 đố ệ ố ược kích

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 nhiên ơ 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 thổ ươ ng

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

được đ t bi n ng u nhiên và phân tích 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 thế ổ ương ng u nhiên thẫ ườ ng

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 thả ờ ở ế ổ ươ ng này được gi l i, d n đ n sai h ng diữ 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

được lo i base nào Trong nh ng đi uạ 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-T Deamination 5-methylcytosine t oạ

ra thymine Quá trình sao chép t o raạ

đ t bi n đ ng hoán chuy n C thành T.ộ ế ồ ể

Ngoài 2 quá trình gây sai h ng nh trên,ỏ ư

s oxy hóa t o ra các base b saiự ạ ị h ngỏ

là d ngạ t nổ thươ thứ ba D ngng ạ

oxygen ho tạ đ ngộ như g c superoxidố (O2.-), hydrogen peroxide (H2O2) và g cố hydroxyl (.OH) đượ ạc t o ra do s n ph mả ẩ

c a quá trình chuy n hóa (aerobicủ ể

metabolism) Các d ng này có th gâyạ ể

t n thổ ương oxy hóa đ n DNA, k t quế ế ả

t o ra đ t bi n.ạ ộ ế

Deamination c a Cytosine (a) và 5-ủ

methylcytosine

Các sai h ng trong sao chép DNA cũng làỏ ngu n đ t bi n khác.ồ ộ ế

Thay th base: ế sai h ng trong sao chépỏ DNA có th x y ra khi có m t c pể ả ộ ặ

nucleotide ghép không chính xác (nh A-ư C) t o ra trong quá trình t ng h p DNAạ ổ ợ

d n đ n s thay th m t base.ẫ ế ự ế ộ

Đ t bi n thêm vào và m t base: M tộ ế ấ ộ

lo i sai h ng sao chép khác d n đ nạ ỏ ẫ ế

thêm vào ho c m t đ m t ho c m t sặ ấ ị ộ ặ ộ ố

c p base Trong trặ ường h p s baseợ ố

thêm vào ho cặ m tấ đi không chia

h tế cho 3, sẽ t oạ ra đ tộ bi nế d chị khung trong vùng mã hóa protein