돌연변이 유발 인자 : 작동 방식, 유형 및 예 - 생물학

돌연변이 유발 제로는 알려진 돌연변이는 분자의 원인 기지의 변화 다르지 본질 DNA 가닥의 일부를 형성 할 것이다. 이런 식으로, 이러한 작용제의 존재는 유전 물질의 돌연변이 속도를 증폭시킵니다. 그들은 물리적, 화학적 및 생물학적 돌연변이로 분류됩니다.

돌연변이 유발은 생물학적 실체에서 어디에나있는 사건이며 반드시 부정적인 변화로 해석되는 것은 아닙니다. 사실 그것은 진화 적 변화를 가능하게하는 변화의 원천입니다.

DNA는 자외선에 의해 손상 될 수 있습니다.
출처 : 파생물 : Mouagip (토론) DNA_UV_mutation.gif : NASA / David Herring이 W3C 지정되지 않은 벡터 이미지는 Adobe Illustrator로 제작되었습니다.

돌연변이 란 무엇입니까?

돌연변이의 주제로 들어가기 전에 돌연변이가 무엇인지 설명 할 필요가 있습니다. 유전학에서 돌연변이는 유전 물질 분자 인 DNA의 뉴클레오티드 시퀀스에서 영구적이고 유전 가능한 변화입니다.

유기체의 발달과 통제에 필요한 모든 정보는 염색체에 물리적으로 위치한 유전자에 있습니다. 염색체는 하나의 긴 DNA 분자로 구성됩니다.

돌연변이는 일반적으로 유전자의 기능에 영향을 미치며 기능을 잃거나 변경할 수 있습니다.

DNA 서열의 변화는 단백질의 모든 사본에 영향을 미치기 때문에 특정 돌연변이는 일반적으로 세포 또는 신체에 극도로 독성을 나타낼 수 있습니다.

돌연변이는 유기체에서 다양한 규모로 발생할 수 있습니다. 점 돌연변이는 DNA의 단일 염기에 영향을 미치는 반면, 대규모 돌연변이는 염색체의 전체 영역에 영향을 미칠 수 있습니다.

돌연변이는 항상 치명적입니까?

돌연변이가 항상 그것을 운반하는 유기체에 질병이나 병리학 적 상태를 유발한다고 생각하는 것은 올바르지 않습니다. 사실, 단백질의 순서를 바꾸지 않는 돌연변이가 있습니다. 독자가이 사실에 대한 이유를 더 잘 이해하고 싶다면 유전 암호의 퇴행성에 대해 읽을 수 있습니다.

사실, 생물학적 진화에 비추어 볼 때 인구 변화가 발생하는 사인 준 조건은 변이의 존재입니다. 이 변이는 돌연변이와 재조합이라는 두 가지 주요 메커니즘에 의해 발생합니다.

따라서 다윈 진화의 맥락에서, 개체군에 변이가 있어야하며, 이러한 변이는 그들과 관련된 더 큰 생물학적 적절성을 가지고 있어야합니다.

돌연변이는 어떻게 발생합니까?

돌연변이는 자발적으로 발생하거나 유도 될 수 있습니다. 질소 염기의 본질적인 화학적 불안정성은 돌연변이를 일으킬 수 있지만 빈도는 매우 낮습니다.

자발적인 점 돌연변이의 일반적인 원인은 DNA 이중 나선에서 시토신이 우라실로 탈 아미 노화되는 것입니다. 이 가닥의 복제 과정은 원래의 GC 쌍이 AT 쌍으로 대체 된 돌연변이 딸로 이어집니다.

DNA 복제는 놀라운 정밀도로 발생하는 사건이지만 완전히 완벽하지는 않습니다. DNA 복제 오류는 또한 자발적인 돌연변이로 이어집니다.

또한 유기체가 특정 환경 요인에 자연적으로 노출되면 돌연변이가 나타납니다. 이 요인들 중 우리는 자외선, 전리 방사선, 다양한 화학 물질 등을 가지고 있습니다.

이러한 요인은 돌연변이입니다. 아래에서는 이러한 에이전트의 분류, 작용 방식 및 세포에서의 결과에 대해 설명합니다.

돌연변이 유발 인자의 유형

유전 물질에 돌연변이를 일으키는 물질은 본질적으로 매우 다양합니다. 먼저 돌연변이의 분류를 탐구하고 각 유형의 예를 제시 한 다음 돌연변이가 DNA 분자에 변화를 일으킬 수있는 다양한 방식을 설명합니다.

화학적 돌연변이

화학적 성질의 돌연변이 체에는 아 크리 딘, 니트로사민, 에폭 사이드 등의 화학 물질이 포함됩니다. 이러한 에이전트에 대한 하위 분류가 있습니다.

유사 염기

질소 염기와 구조적 유사성을 보이는 분자는 돌연변이를 유도하는 능력이 있습니다. 가장 흔한 것은 l 5-bromouracil과 2-aminopurine입니다.

유전 물질과 반응하는 물질

아질산, 하이드 록실 아민 및 여러 알킬화제는 DNA를 구성하는 염기에서 직접 반응하며 퓨린에서 피리 미딘으로 또는 그 반대로 변할 수 있습니다.

Interheating 에이전트

아 크리 딘, 브롬화에 티듐 (분자 생물학 실험실에서 널리 사용됨) 및 프로 플라 빈과 같은 일련의 분자가 있으며, 이는 분자 구조가 편평하고 DNA 가닥에 들어가는 것을 관리합니다.

산화 반응

세포의 정상적인 신진 대사는 세포 구조와 유전 물질을 손상시키는 일련의 활성 산소 종을 이차 생성물로 가지고 있습니다.

물리적 돌연변이

두 번째 유형의 돌연변이 유발 인자는 물리적입니다. 이 범주에서 우리는 DNA에 영향을 미치는 다양한 유형의 방사선을 찾습니다.

생물학적 돌연변이

마지막으로 생물학적 돌연변이가 있습니다. 이들은 바이러스 및 기타 미생물에서 돌연변이 (염색체 수준의 이상 포함)를 유도 할 수있는 유기체입니다.

작동 원리 : 돌연변이 유발 인자에 의한 돌연변이 유형

돌연변이 유발 인자의 존재는 DNA 염기의 변화를 유발합니다. 결과가 동일한 화학적 성질 중 하나에 대한 퓨릭 또는 피리 미딘 염기의 변화를 포함한다면, 우리는 전환에 대해 이야기합니다.

대조적으로, 다른 유형의 염기 (피리 미딘의 경우 퓨린 또는 그 반대)간에 변화가 발생하면이 과정을 전환이라고합니다. 다음 이벤트에 대해 전환이 발생할 수 있습니다.

염기 호변 이성화

화학에서 이성질체라는 용어는 다른 화학 구조를 갖는 동일한 분자식을 가진 분자의 특성을 설명하는 데 사용됩니다. 호변 이성질체는 작용기의 위치에서 동료와 만 다른 이성질체이며 두 형태 사이에는 화학적 평형이 있습니다.

호변 이성질체의 한 유형은 케토-에 놀로, 수소의 이동이 발생하고 두 형태 사이에서 번갈아 가며 발생합니다. 이미 노에서 아미노 형태로의 변화도 있습니다. 화학적 조성 덕분에 DNA의 기초는 이러한 현상을 경험합니다.

예를 들어, 아데닌은 일반적으로 아미노로 발견되며 일반적으로 티민과 쌍을 이룹니다. 그러나 이미 노 이성질체 (매우 드물게)에있을 때는 잘못된 염기 인 시토신과 쌍을 이룹니다.

유사 염기의 통합

염기와 유사한 분자를 통합하면 염기 쌍 패턴을 방해 할 수 있습니다. 예를 들어, 5-bromouracil (티민 대신)의 통합은 시토신처럼 행동하고 AT 쌍을 CG 쌍으로 대체합니다.

기지에 대한 직접적인 행동

특정 돌연변이 원의 직접적인 작용은 DNA의 염기에 직접적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 아질산은 산화 적 탈 아민 반응을 통해 아데닌을 유사한 분자 인 하이포크 산틴으로 전환합니다. 이 새로운 분자는 시토신과 쌍을 이룹니다 (일반적으로 아데닌처럼 티민이 아님).

변화는 시토신에서도 발생할 수 있으며 우라실은 탈 아미 노화 산물로 얻어집니다. DNA의 단일 염기 치환은 펩티드 서열의 전사 및 번역 과정에 직접적인 영향을 미칩니다.

중지 코돈이 일찍 나타날 수 있으며 번역이 조기에 중지되어 단백질에 영향을줍니다.

기지 추가 또는 삭제

인터 칼 레이팅 제 (아 크리 딘 등) 및 자외선과 같은 일부 돌연변이는 뉴클레오타이드 사슬을 변형하는 능력이 있습니다.

에이전트를 삽입하여

우리가 언급했듯이, interheating agent는 편평한 분자이며, 그들은 가닥의 염기 사이에 끼어들 수있는 능력을 가지고 있습니다.

복제시 분자의 이러한 변형은 염기의 결실 (즉, 손실) 또는 삽입으로 이어집니다. DNA가 염기를 잃거나 새로운 염기가 추가되면 오픈 리딩 프레임이 영향을받습니다.

유전 암호는 아미노산을 암호하는 세 개의 뉴클레오티드를 읽는 것과 관련이 있습니다. 뉴클레오티드 (3이 아닌 숫자)를 추가하거나 제거하면 모든 DNA 판독 값이 영향을 받고 단백질이 완전히 달라집니다.

이러한 유형의 돌연변이를 프레임 이동 또는 삼중 구성의 변화라고합니다.

자외선

자외선은 돌연변이 유발 물질이며 일반 태양 광의 정상적인 비 이온화 성분입니다. 그러나 돌연변이 발생률이 가장 높은 성분은 지구 대기의 오존층에 갇혀 있습니다.

DNA 분자는 방사선을 흡수하고 피리 미딘 이량 체의 형성이 발생합니다. 즉, 피리 미딘 염기는 공유 결합에 의해 연결됩니다.

DNA 가닥에 인접한 티민이 결합하여 티민 이량 체를 형성 할 수 있습니다. 이러한 구조는 복제 프로세스에도 영향을줍니다.

박테리아와 같은 일부 유기체에서 이러한 이량 체는 photolyase라는 복구 효소의 존재로 인해 복구 될 수 있습니다. 이 효소는 가시 광선을 사용하여 이량 체를 두 개의 개별 염기로 재 변환합니다.

그러나 뉴클레오타이드 절제 수리는 빛으로 인한 오류에 국한되지 않습니다. 수리 메커니즘은 광범위하며 다양한 요인으로 인한 손상을 수리 할 수 있습니다.

인간이 우리를 태양에 과도하게 노출 시키면 세포는 과도한 양의 자외선을받습니다. 그 결과 티민 이량 체가 생성되고 피부암을 유발할 수 있습니다.

참고 문헌

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). 필수 세포 생물학. 갈랜드 과학.
Cooper, GM 및 Hausman, RE (2000). 세포 : 분자 적 접근. Sinauer Associates.
Curtis, H., & Barnes, NS (1994). 생물학에 초대합니다. 맥밀란.
Karp, G. (2009). 세포 및 분자 생물학 : 개념 및 실험. John Wiley & Sons.
Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). 분자 세포 생물학. 맥밀란.
Singer, B., & Kusmierek, JT (1982). 화학적 돌연변이 유발. 생화학 연례 검토, 51 (1), 655-691.
Voet, D. 및 Voet, JG (2006). 생화학. Panamerican Medical Ed.

돌연변이 유발 인자 : 작동 방식, 유형 및 예 - 생물학 - 2025