Agents mutagènes qu'est-ce que, comment ils agissent, types, exemples

Les Agents mutagènes, Également appelés mutans, ce sont des molécules de nature différente qui provoquent des changements dans les bases qui font partie des chaînes d'ADN. De cette façon, la présence de ces agents amplifie le taux de mutation dans le matériel génétique. Ils sont classés comme mutagènes physiques, chimiques et biologiques.

La mutagenèse est un événement omniprésent dans les entités biologiques et ne se traduit pas nécessairement par des changements négatifs. En fait, c'est la source de variation qui permet un changement évolutif.

Généralement, les mutations affectent la fonction d'un gène et cela peut perdre ou modifier sa fonction. En tant que changement dans la séquence d'ADN, il affecte toutes les copies des protéines, certaines mutations peuvent être extrêmement toxiques pour la cellule ou pour l'organisme en général.

Types d'agents mutagènes

Les agents qui provoquent des mutations de matériel génétique sont de nature très diversifiée. Tout d'abord, nous explorerons la classification des mutagènes et donnerons des exemples de chaque type, alors nous expliquerons les différentes façons dont mutagène peut produire des changements dans la molécule d'ADN.

Mutagènes chimiques

Les mutagènes de nature chimique comprennent les types de produits chimiques suivants: acridines, nitrosamine, époxys, entre autres. Il y a une sous-classification pour ces agents dans:

Bases analogues

Les molécules qui ont une similitude structurelle avec les bases azotées ont la capacité d'induire des mutations; Parmi les plus courants figurent L 5-bromouracile et 2-aminopurine.

Agents qui réagissent avec le matériel génétique

L'acide nitreux, l'hydroxylamine et une série d'agents loués réagissent directement dans les bases qui forment l'ADN et peuvent passer de la purine à la pyrimidine et vice versa.

Agents intercaent

Il existe un certain nombre de molécules telles que les acridines, le bromure d'éthidium (largement utilisé dans les laboratoires de biologie moléculaire) et la proflavine, qui ont une structure moléculaire plate et parviennent à entrer dans le brin d'ADN.

Réactions oxydatives

Le métabolisme cellulaire normal a en tant que produit secondaire une série d'espèces réactives de l'oxygène qui endommagent les structures cellulaires et aussi le matériel génétique.

Mutans physiques

Le deuxième type d'agents mutagènes est physique. Dans cette catégorie, nous trouvons les différents types de rayonnement qui affectent l'ADN.

Mutagènes biologiques

Enfin, nous avons des mutants biologiques. Ce sont des organismes qui peuvent induire des mutations (y compris les anomalies aux chromosomes) dans les virus et autres micro-organismes.

Types de mutations d'agents mutagènes

La présence d'agents mutagènes provoque des changements dans les bases d'ADN. Si le résultat implique le changement d'une base politique ou de pyrimidine pour une de la même nature chimique, nous parlons d'une transition.

En revanche, si le changement se produit entre les bases de différents types (une purine par une pyrimidine ou le contraire), nous appelons le processus une transversion. Les transitions peuvent se produire par les événements suivants:

Tautomérisation de base

En chimie, le terme isomère est utilisé pour décrire la propriété des molécules avec la même formule moléculaire de présentation de différentes structures chimiques. Les tautomères sont des isomères qui ne diffèrent que de leur paire en position d'un groupe fonctionnel, et entre les deux formes, il y a un équilibre chimique.

Un type de tautomeía est le kéto-énol, où la migration d'un hydrogène se produit et il alterne entre les deux formes. Il y a aussi des changements entre imino en amino. Grâce à sa composition chimique, les bases d'ADN éprouvent ce phénomène.

Par exemple, normalement, l'adénine se trouve comme amino et semble normalement - avec Timina. Cependant, lorsqu'il est situé dans son isomère imino (très inhabituel), il a l'air avec une base incorrecte: la cytosine.

Incorporation de bases analogues

L'incorporation de molécules qui ressemblent aux bases peuvent entraver le motif d'accouplement de la base. Par exemple, l'incorporation du 5-bromouracile (au lieu de Timina) se comporte comme une cytosine et porte le remplacement d'une paire AT avec une paire CG.

Action directe sur les bases

L'action directe de certains mutagènes peut affecter directement les bases d'ADN. Par exemple, l'acide nitreux transforme l'adénine en une molécule similaire, hypoxantine, au moyen d'une réaction de désamination oxydative. Cette nouvelle molécule a l'air avec la cytosine (et non avec Timina, comme le ferait normalement l'adénine).

Un changement peut également se produire sur la cytosine, et en tant que produit du chagrin, l'uracile est obtenu. Le remplacement d'une seule base dans l'ADN a des conséquences directes sur les processus de transcription et de traduction de la séquence peptidique.

Un codon de terminaison peut apparaître à l'avance et la traduction s'arrête prématurément, affectant les protéines.

Ajout ou suppression de bases

Certains mutagens tels que les agents intercalants (acridine, entre autres) et les rayonnements ultraviolets, ont la capacité de modifier la chaîne nucléotidique.

Par des agents intercalants

Comme nous l'avons mentionné, les agents intercapants sont des molécules plates et ont la capacité de intercalaire (D'où son nom) entre les bases du brin, la déformant.

Au moment de la réplication, cette déformation dans la molécule entraîne une suppression (c'est-à-dire à une perte) ou une insertion de base. Lorsque l'ADN perd des bases ou que le nouveau cadre de lecture est affecté.

Rappelons que le code génétique consiste à lire trois nucléotides qui codent pour un acide aminé. Si nous ajoutons ou supprimons les nucléotides (en un nombre qui n'est pas 3) toute la lecture d'ADN sera affectée, et la protéine sera totalement différente.

Ce type de mutations est appelé Changement de cadre o Changements dans la composition des triplés.

Rayonnement ultraviolet

Le rayonnement ultraviolet est un agent mutagène et est une composante non ionçante normale de la lumière du soleil ordinaire. Cependant, le composant avec le taux mutagène le plus élevé est piégé par la couche d'ozone de l'atmosphère terrestre.

La molécule d'ADN absorbe le rayonnement et la formation de diamètres de pyrimidine se produit. C'est-à-dire que les bases de pyrimidine se lient à travers des liaisons covalentes.

Les timinas adjacentes dans la chaîne d'ADN peuvent rejoindre les dimères Timinas. Ces structures affectent également le processus de réplication.

Dans certains organismes, comme les bactéries, ces dimères peuvent être réparés grâce à la présence d'une enzyme de réparation appelée photoliasase. Cette enzyme utilise la lumière visible pour convertir les dimères en deux bases distinctes.

Cependant, la réparation divisée des nucléotides n'est pas limitée aux erreurs causées par la lumière. Le mécanisme de réparation est large et peut réparer les dommages causés par divers facteurs.

Lorsque les humains nous exposent excessivement au soleil, nos cellules reçoivent des quantités excessives de rayonnement ultraviolet. La conséquence est la génération de Timina Dímeros et peut provoquer un cancer de la peau.

Les références

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, un. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologie cellulaire essentielle. Garland Science.
2. Cooper, G. M., & Hausman, R. ET. (2000). La cellule: approche moléculaire. Sinauer Associates.