25. A biológiai információáramlás centrális dogmája. A mutációk típusai és hatásuk a fenotípusra. Spontán és indukált mutációk; fizikai és kémiai mutagének.

Question 1

Információáramlás centrális dogmája

Answer 1

DNS → DNS → RNS → fehérje (replikáció, transzkripció, transzláció)
–> RNS-vírussal fertőzött sejtben ettől eltérő folyamatok is végbemennek

Question 2

Genotípus és fenotípus fogalma

Answer 2

1. Genotípus: a sejt teljes genetikai információtartalma által biztosított lehetőségek összessége
2. Fenotípus: adott körülmények között ténylegesen megnyilvánuló tulajdonságok

Question 3

Mutációk típusai

Answer 3

1. Pontmutáció
2. Frame-shift (kereteltolódási) mutáció
3. Kromoszóma-mutáció
4. Genom-mutáció

Question 4

Pontmutáció

Answer 4

1. Egyetlen bázis kicserélődése

2. Maradhat a fenotípus változatlan, de akár letális hatása is lehet (ha egy kritikus ponton történik a változás)

Question 5

Frame-shift (kereteltolódási) mutáció

Answer 5

Néhány új bázis beépül v. kiesik –> eltolódik a leolvasási keret és teljesen más polipeptid fog szintetizálódni a DNS-ről

Question 6

Kromoszóma-mutáció

Answer 6

A sejt egyik kromoszómájáról letörik egy darab; többnyire letális

Question 7

Genom-mutáció

Answer 7

Zavar a mitózis v. meiózis során a kromoszómák szegregálásában → ún. aneuploid (több vagy kevesebb kromoszóma számú) sejtek keletkeznek; többnyire letális (de kivétel pl. a Down-kór!)

Question 8

Egyéb mutánsok

Answer 8

1. Auxotróf mutáns

2. Kondícionális (feltételes) mutáns

Question 9

Auxotróf mutáns

Answer 9

1. A normális táplálkozási igényű (prototróf) mikrobának pl. egy pontmutáció hatására megnövekedhet a tápanyagigénye –> minimál táptalajon ezért nem tud szaporodni, hanem csak ún. komplett táptalajon (ami ki lett egészítve a számára szükséges komponenssel)
2. Reverzió: az auxotróf mutáns visszaalakulhat prototróffá egy újabb mutáció révén

Question 10

Kondícionális (feltételes) mutáns

Answer 10

1. Környezeti tényezőkre (pl. hőmérséklet) lesz érzékeny; a fehérje térszerkezete pontmutáció következtében kicsit megváltozik, és alacsonyabb hőmérsékleten kezd el denaturálódni (ezáltal szűkül a hőmérséklet-tűrési tartománya a mikrobának)
2. Feltételesen letálisok is lehetnek ezek az ún. hőmérsékletérzékeny (ts) mutánsok

Question 11

Spontán és indukált mutációk

Answer 11

1. Spontán mutáció: a DNS replikációja során hibás bázispárosodás történik (a bázisok tautomerizációja okozhatja)
2. Indukált mutáció: környezeti (fizikai v. kémiai) hatásra létrejövő mutációk

Question 12

Kémiai mutagének

Answer 12

1. Bázisanalógok
2. Alkilezőszerek
3. Nitritek
4. Akridin

Question 13

Bázisanalógok

Answer 13

Az analóg beépül a DNS-be valamelyik bázis helyett, majd hibás bázispárosodás révén mutációt okoz

pl. : T helyett beépül az 5-brómuracil nevű mutagén a replikáció során, de következőleg A helyett G-vel párosodik
- -> a koffein is egy mutagén bázisanalóg

Question 14

Alkilezőszerek

Answer 14

pl.: etilénoxid, formaldehid, etil-metánszulfonát (EMS),
metil-metánszulfonát (MMS) stb.
–> A metilálódott (v. etilálódott) G bázis a következő replikáció során C helyett T-vel párosodik, ami pontmutációt okoz

Question 15

Nitritek

Answer 15

A nitrition a bázisok szabad aminocsoportjával képes reagálni –> ennek révén A-ból hipoxantin, C-ből pedig U keletkezik (NH2 csoport helyett O vagy OH) –> U gyorsan kivágódik a DNS-ből (fontos hibajavítási mechanizmus!), nem kelt mutációt, viszont a hipoxantin (hasonlít a G-hez) rögzül, és a következő replikációnál T helyett C-vel párosodik

Question 16

Akridin

Answer 16

DNS festék, egy polikondenzált gyűrűs vegyület, ami a komplementer bázisok közé épül be –> megnöveli a két lánc távolságát és így mechanikai feszültséget eredményez a DNS-ben
–> a javítás kettősszálú hasítást igényel, onnan néhány bázis kivágódik, majd be is épül, de a beépülés hibás lehet → kereteltolódási mutációt okozhat

Question 17

Fizikai mutagének

Answer 17

A látható fénynél nagyobb energiájú elektromágneses sugárzások

1. Veszélyességi sorrend: γ-sugárzás > UV > (X) röntgen-sugárzás
2. A röntgen- (X) és a γ-sugárzás DNS töredezést (kromoszóma-mutációt) okozhat
3. UV-sugárzás hatására ún. timindimerek képződhetnek, amelyeknél megszűnik a H-híd a komplementer „adenindimerekkel”, leáll a transzkripció, sőt a replikáció is hézagos lesz (pontmutáció)

Question 18

Reparációs mechanizmusok

Answer 18

1. Light repair: látható fény hatására aktiválódik egy fotoliáz nevű enzim, amely egy lépésben megszünteti a T-dimerek abnormális kötését
2. Dark repair:
   Endonukleáz a DNS-be vág a timindimer közelében –> DNS-polimeráz befoltozza a hiányzó bázisokat –> exonukleáz kihasítja a hibás részt –> ligáz enzim összeköti a cukorfoszfát vázat

Question 19

Fő pontok

Answer 19

1. Információáramlás centrális dogmája
2. Mutációk típusai (pont mutáció, frame shift (kereteltolódás), kromoszóma és genom)
3. Genotípus és Fenotípus
4. Egyéb mutációk (Auxotróf (vs prototróf), Kondícionális (feltételes) mutáns)
5. Spontán és Indukált mutáció
6. Kémiai mutagének (Bázisanalóg, Alkilezőszerek, Nitritek, Akridin)
7. Fizikai mutagének
8. Reparációs mechanizmus az UV hatása ellen (timindimerek javítása)