Mutasyonlar sitogenetikçiler ve biyokimyacılar için önemli bir çalışma nesnesidir. Çoğu zaman kalıtsal hastalıkların nedeni olan mutasyonlar, gen veya kromozomaldir. Doğal koşullar altında, kromozomal yeniden düzenlemeler çok nadiren meydana gelir. Kimyasalların, biyolojik mutajenlerin veya iyonlaştırıcı radyasyon gibi fiziksel faktörlerin neden olduğu mutasyonlar genellikle konjenital malformasyonların ve malignitelerin nedenidir.
Mutasyonlar hakkında genel bilgiler
Hugh de Vries, mutasyonu kalıtsal bir özellikte ani bir değişiklik olarak tanımladı. Bu fenomen, bakterilerden insanlara kadar tüm canlı organizmaların genomunda bulunur. Normal koşullar altında, nükleik asitlerdeki mutasyonlar çok nadiren meydana gelir ve sıklık yaklaşık 1 10–4 – 1 10–10.
Değişikliklerden etkilenen genetik materyalin miktarına bağlı olarak mutasyonlar genomik, kromozomal ve gen olmak üzere ikiye ayrılır. Genomik olanlar, kromozom sayısındaki bir değişiklikle (monozomi, trizomi, tetrazomi) ilişkilidir; kromozomal, bireyin yapısındaki bir değişiklikle ilişkilidir.kromozomlar (delesyonlar, duplikasyonlar, translokasyonlar); gen mutasyonları tek bir geni etkiler. Mutasyon sadece bir çift nükleotidi etkilediyse, bu bir nokta mutasyonudur.
Onlara neden olan nedenlere bağlı olarak, spontan ve indüklenmiş mutasyonlar ayırt edilir.
Spontan mutasyonlar
İç faktörlerin etkisiyle vücutta spontan mutasyonlar meydana gelir. Kendiliğinden mutasyonlar normal kabul edilir, nadiren vücut için ciddi sonuçlara yol açarlar. Çoğu zaman, bu tür yeniden düzenlemeler aynı gen içinde, bazların değiştirilmesiyle bağlantılı olarak meydana gelir - pürin başka bir pürin (geçiş) veya pürin pirimidin (transversiyon).
Kromozomlarda önemli ölçüde daha az sıklıkla spontan mutasyonlar meydana gelir. Kromozomal spontan mutasyonlar genellikle translokasyonlar (bir veya daha fazla genin bir kromozomdan diğerine transferi) ve inversiyonlar (bir kromozomdaki gen dizisindeki değişiklikler) ile temsil edilir.
İndüklenmiş yeniden düzenlemeler
İndüklenmiş mutasyonlar, kimyasalların, radyasyonun veya virüslerin replikasyon materyalinin etkisi altında vücudun hücrelerinde meydana gelir. Bu tür mutasyonlar, kendiliğinden olanlardan daha sık görülür ve daha ciddi sonuçlara yol açar. Tek tek genleri ve gen gruplarını etkileyerek tek tek proteinlerin sentezini bloke ederler. Uyarılmış mutasyonlar genellikle genomu küresel olarak etkiler, hücrede anormal kromozomların ortaya çıkması mutajenlerin etkisi altındadır: izokromozomlar, halka kromozomlar, disentrikler.
Mutajenler, kromozomal yeniden düzenlemelere ek olarak DNA hasarına neden olur: çift sarmal kopmaları,DNA çapraz bağlarının oluşumu.
Kimyasal mutajen örnekleri
Kimyasal mutajenler arasında nitratlar, nitritler, nitrojen baz analogları, nitröz asit, pestisitler, hidroksilamin, bazı gıda katkı maddeleri bulunur.
Nitröz asit, amino grubunun azotlu bazlardan ayrılmasına ve başka bir grupla yer değiştirmesine neden olur. Bu nokta mutasyonlarına yol açar. Hidroksilamin ayrıca kimyasal olarak indüklenen mutasyonlara neden olur.
Nitratlar ve nitritler yüksek dozlarda kanser riskini artırır. Bazı besin takviyeleri, nükleik asitlerin arilasyon reaksiyonlarına neden olarak, transkripsiyon ve translasyon süreçlerinin bozulmasına neden olur.
Kimyasal mutajenler çok çeşitlidir. Genellikle kromozomlarda indüklenen mutasyonlara neden olan bu maddelerdir.
Fiziksel mutajenler
Fiziksel mutajenler, öncelikle kısa dalga ve ultraviyole olmak üzere iyonlaştırıcı radyasyonu içerir. Ultraviyole, zarlarda lipid peroksidasyon sürecini başlatır, DNA'da çeşitli kusurların oluşumunu tetikler.
X-ışını ve gama radyasyonu, kromozom düzeyinde mutasyonları tetikler. Bu tür hücreler bölünme yeteneğine sahip değildir, apoptoz sırasında ölürler. Uyarılmış mutasyonlar ayrıca bireysel genleri de etkileyebilir. Örneğin, tümör baskılayıcı genlerin bloke edilmesi tümörlere yol açar.
İndüklenmiş yeniden düzenleme örnekleri
İndüklenmiş mutasyonların örnekleri, daha sık hastalığa eğilimli alanlarda ortaya çıkan çeşitli genetik hastalıklardır.fiziksel veya kimyasal bir mutajenik faktöre maruz kalma. Özellikle, yıllık etkili iyonlaştırıcı radyasyon dozunun normu 10 kat aştığı Hindistan'ın Kerala eyaletinde, Down sendromlu çocukların (21. kromozomdaki trizomi) doğum sıklığının arttığı bilinmektedir. Çin'in Yangjiang bölgesinde toprakta çok miktarda radyoaktif monazit bulundu. Bileşimindeki kararsız elementler (seryum, toryum, uranyum) gama kuanta salınımı ile bozunur. İlçede kısa dalga radyasyona maruz kalma, çok sayıda ağlayan kedi sendromu (8. kromozomun büyük bir bölümünün silinmesi) olan çocukların doğumuna ve ayrıca kanser insidansının artmasına neden olmuştur. Başka bir örnek: Ocak 1987'de, Çernobil kazasıyla bağlantılı olarak Ukrayna'da Down sendromlu çocukların rekor sayıda doğumu kaydedildi. Gebeliğin ilk üç ayında, fetüs fiziksel ve kimyasal mutajenlerin etkilerine karşı en hassastır, bu nedenle muazzam bir radyasyon dozu kromozom anomalilerinin sıklığında bir artışa yol açmıştır.
Tarihteki en kötü şöhretli kimyasal mutajenlerden biri, 1950'lerde Almanya'da üretilen sakinleştirici Thalidomide'dir. Bu ilacı almak, çok çeşitli genetik anormallikleri olan birçok çocuğun doğmasına neden oldu.
İndüklenmiş mutasyon yöntemi, bilim adamları tarafından otoimmün hastalıklarla ve aşırı protein salgılanmasıyla ilişkili genetik anormalliklerle savaşmanın en iyi yolunu bulmak için yaygın olarak kullanılır.
