C ch gây ơ ế ể đ t bi n đi m ế ộ
ể ượ
ế ế
ộ
ộ ỗ ở ế ộ ặ
ế ộ
c g i là đi m d ấ ị ọ
Khi ki m tra dãy đ t bi n đ ạ c gây t o ộ b i các tác nhân đ t bi n khác nhau cho ộ ớ ặ c đ c th y m i tác nhân đ t bi n đ ượ ấ tr ng b i m t đ c tính đ t bi n khác ế ư ề ả ộ ạ nhau hay "preference" v c m t d ng ộ đ t bi n nh t đ nh và m t đi m đ t ể ị ộ bi n nh t đ nh, đ ễ ể ượ ấ ế x y ra đ t bi n (mutational hot spots). ế ộ ả c chú ý Đ c tính đ t bi n nh th đ ặ ư ế ượ ế ộ
ở ủ locus rII c a
l n đ u tiên ầ ầ bacteriophage T4.
ộ ế ạ ộ
ấ ể ơ ế
ế ộ ộ ầ ớ
ng. Tác nhân đ t bi n ho t đ ng ít nh t qua ba c ch khác nhau: chúng có th làm ế thay th m t base trong DNA; làm bi n ộ đ i m t base gây k t c p nh m v i m t ế ặ ổ base khác; làm sai h ng m t base, d n ẫ ỏ đ n không th k t c p v i b t kỳ base ể ế ặ ế nào trong đi u ki n bình th ệ ề ộ ớ ấ ườ
ngươ tự nitrogen base ng c a DNA, đôi khi chúng có
Đ tộ bi nế thay thế base: m tộ vài h pợ ch tấ hóa h cọ t bình th ủ ườ th g n vào DNA thay cho base bình ể ắ ư ế ượ ọ th ng. Nh ng ch t nh th đ c g i ấ ữ ườ ng v i base (base ng đ là các ch t t ươ ấ ươ ế ng này k t ng đ analogs). Các ch t t ấ ươ c p không nh s k t c p c a các base ặ ớ ươ ư ự ế ặ ủ
ng. Vì v y chúng có th gây ra ể
ắ ộ
bình th ậ ườ đ t bi n do g n vào m t nucleotide ế ộ không đúng trong quá trình sao chép.
ủ ạ ộ
ng base, tr
ng t ự ướ ướ ế ầ ủ
ử
ồ ữ và nh ng ử . D ng keto ử ạ ng có trong DNA, ườ
ủ ạ
ặ
ạ ớ
Đ hi u ho t đ ng c a các ch t t ấ ươ ng ể ể đ c h t c n ph i xem xét ươ ả khuynh h ố nhiên c a các base đ i v i s hình thành các d ng khác nhau. ạ ớ ự ể ấ DNA có th xu t M i base trong phân t ỗ ượ m t trong s nhi u d ng đ c hi n ề ạ ố ệ ở ộ g i là tautomers, chúng là các đ ng phân ọ v trí nguyên t khác nhau ở ị liên k t gi a các nguyên t ữ ế c a m i base th ỗ ủ trong khi d ng imino và enol c a base là ể hi m. Tautomer imino ho c enol có th ế k t c p sai v i base t o m t k t ộ ế c pặ ế ặ nh mầ (mispair). Khả năng k tế c pặ nh mầ như thế gây ra đ tộ bi n trong ế c chú ý đ u tiên quá trình sao chép đ ầ ượ
ả
ứ ề
này b i Watson và Crick khi các tác gi ở ấ nghiên c u công th c v mô hình c u ứ trúc DNA.
ầ
ể ể ự ế ặ ư
ớ ố
ủ ạ
ẫ S k t c p nh m có th sinh ra ng u nhiên, nh ng cũng có th sinh ra khi base b ion hóa. Tác nhân gây đ t bi n 5- ế ộ ị ấ ươ ng Bromouracil (5-BrU) là ch t t v trí đ ng v i thymine, có brome ở ị ươ 3 c aủ carbon s 5 thay cho nhóm -CH thymine. Ho t tính c a nó d a trên quá ự tình inolization và ionization.
ớ
ế ặ ng h p thymine. Tuy nhiên, s ợ
ử
d ng keto, 5-BrU k t c p v i adenin ự ư ườ bromine làm thay ặ ủ ộ ố ự
ng h p cytosine t o ra Ở ạ nh tr có m t c a nguyên t đ i m t cách có ý nghĩa s phân b ổ electron ở vòng base. Vì v yậ 5-BrU có thể chuy nể sang d ngạ enol và ớ d ng ion, và nó có th k t c p v i ạ guanine nh tr ạ ể ế ặ ợ ư ườ
ầ
ế ặ ạ ặ
c p 5-BrU-G. Trong l n nhân đôi ti p ế ặ theo G k t c p v i C, t o c p G-C thay ớ ế cho c p A-T. K t qu gây ra đ t bi n ộ ả ế ặ ể đ ng hoán. T 5-BrU cũng có th ng t ươ ự ồ gây ra đ t bi n đ ng hoán A-T thay cho ế ồ ộ c p G-C. ặ
ầ
ứ ể ả ế ặ ả ủ ự
Ch ng minh m t vài k t c p nh m có ộ th x y ra do k t qu c a s thay đ i 1 ổ ế tautomer thành 1 tautomer khác
ộ ộ ấ ế
ể ế ặ
ầ
ớ ộ ế ệ
ế ồ ế ặ
M t hóa ch t gây đ t bi n khác là 2- amino-purine (2-AP), là hóa ch t t ấ ươ ng ớ ng adenine, có th k t c p v i đ ươ ể thymine. Khi b proton hóa, 2-AP có th ị có th gâyể k t c p nh m v i cytosine, ế ặ ra th h sau đ t bi n đ ng hoán G-C thay cho A-T do k t c p nh m v i ớ cytosine trong l n sao chép ti p theo. ầ ế ầ
Thay th base (base alteration) ế
ệ ộ t do đ t
S k t c p nh m chuyên bi ầ bi n c m ng alkyl hoá ự ế ặ ế ả ứ
M tộ vài tác nhân đ tộ bi nế không g nắ vào DNA, mà l iạ làm bi nế đ iổ
c s d ng ph bi n nh là tác ổ ế ẳ h n nhạ ư ư
ộ
base gây ra s k t c p sai. Tác nhân ự ế ặ alkyl đ ượ ử ụ nhân đ tộ bi n, ch ng ế ethylmethanesulfonate (EMS) và nitrosoguanidine (NG) gây đ t bi n theo ế cách này.
ữ
ư ỉ ả
ở
ề v trí ị ế ầ c thêm vào ượ ạ ủ oxy s 6 c a ố ự
ế ả ớ
ầ
Nh ng tác nhân nh th s thêm nhóm ư ế ẽ ng h p EMS alkyl (nhóm ethyl trong tr ợ ườ ngườ h p NG) và nhóm methyl trong tr ợ trên cả 4 base. Tuy nhiên, nhi u ở đ t bi n h u nh ch x y ra khi nhóm ộ alkyl đ guanine t o ra O-6-alkylguanine. S ế ự ế ặ alkyl hóa này d n đ n s k t c p ẫ ộ nh mầ v i thymine . K t qu sinh ra đ t bi n đ ng hoán G-C->A-T trong l n sao ế ồ chép ti p theo. ế
Tác nhân xen vào gi aữ (intercalating agents) là nhóm tác nhân quan trong
ồ
ướ
b t ch ữ
ể ỗ Ở ị ở
ự
khác gây bi nế đ iổ DNA. Nhóm c aủ các h pợ ch tấ này bao g m proflavin, acridin cam và m tộ nhóm các h pợ ch tấ hóa h cọ khác. Các tác nhân này ặ c các c p là nhóm các phân t ử ắ base và có th xen vào gi a các nitrogen v trí base lõi chu i xo n kép DNA. ắ ặ xen vào này chúng gây s thêm vào ho c m t đi m t c p nucleotide. ộ ặ ấ
ề
ặ ế ư ở ả
ợ
E.coliquá trình
ả
ượ ố
Sai h ngỏ base: M tộ số l nớ tác nhân đ tộ bi nế gây sai h ngỏ m tộ ho cặ ể ế ặ nhi u base. Vì v y không th k t c p ậ v i base đ c tr ng. K t qu làm c n tr ả ớ s sao chép vì DNA polymerase không ự th ti p t c quá trình t ng h p DNA qua ổ ể ế ụ nh ng base sai h ng. ỏ Ở ữ ủ ệ này x y ra đòi h i ho t tính c a h ạ ỏ c kích th ng SOS. H th ng này đ ệ ố ẩ ấ thích nh là m t ph n ng kh n c p ộ ả ứ ư
bào khi DNA b sai ị
ngăn c n s ch t t h ng n ng. ỏ ả ự ế ế ặ
* C ch c a đ t bi n ng u nhiên ơ ế ủ ộ ế ẫ
ộ ẫ ế
ả ỏ
ế
ấ ủ
Đ t bi n ng u nhiên x y ra do nhi u ề nguyên nhân: g m sai h ng trong quá ồ ươ ng trình sao chép DNA, các t n th ổ di ng u nhiên, s chen vào c a y u t ủ ế ố ự ẫ đ ng. Đ t bi n ng u nhiên hi m nên ộ ẫ ế ộ 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 thu ệ ố ọ ọ ộ ở c đ t bi n ng u nhiên và phân tích đ ế ượ ộ ẫ ữ . T b n ch t c a nh ng m c đ phân t ử ừ ả ứ ộ có th suy ra quá trình thay đ i trình t ể ự ổ d n đ n đ t bi n ng u nhiên. ẫ ế ế ẫ ộ
ỏ ữ
ườ ng ế ổ ể ẫ
Nh ng sai h ng ng u nhiên (spontaneous ẫ lesions) đ n DNA có th sinh ra đ t ộ ng ng u nhiên th bi n. Hai t n th ươ xu t hi n nh t: depurination và ệ ế ấ ấ
deamination, trong đó depurination phổ bi n h n. ế ơ
ộ ự
ủ
ẫ ỏ
ờ ở l ữ ạ ể ấ ể ị ị
ữ ể ộ
Depurination do tác d ngụ c aủ aflatoxin, làm m tấ m tộ base purine. Ngoài ra, quá trình m t purine cũng x y ả ấ ộ bào đ ng nhiên. M t t ra m t cách t ộ ế v t m t ng u nhiên kho ng 10.000 ả ẫ ấ ậ purine c a DNA trong m t th h t bào ộ ế ệ ế 37oC. N u t n th kho ng 20 gi ươ ng ế ổ ả i, d n đ n sai h ng di này đ c gi ế ượ truy n đáng k vì trong quá trình sao ề chép, v trí m t purine không th đ nh rõ đ ề c lo i base nào. Trong nh ng đi u ượ ạ ki n nh t đ nh m t base có th chèn vào ệ ấ ị t o ra đ t bi n. ộ ạ 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
ỏ ư
ạ
Ngoài 2 quá trình gây sai h ng nh trên, s oxy hóa t o ra các base b sai h ngỏ ự ị ngươ thứ ba.. D ngạ là d ngạ t nổ th oxygen ho tạ đ ngộ như g c superoxid ố (O2.-), hydrogen peroxide (H2O2) và g cố ẩ c t o ra do s n ph m hydroxyl (.OH) đ ả ượ ạ c a quá trình chuy n hóa (aerobic ể ủ metabolism). Các d ng này có th gây ể ạ ả ng oxy hóa đ n DNA, k t qu t n th ế ế ươ ổ t o ra đ t bi n. ộ ạ ế
Deamination c a Cytosine (a) và 5- ủ methylcytosine
Các sai h ng trong sao chép DNA cũng là ỏ ngu n đ t bi n khác. ộ ế ồ
sai h ng trong sao chép ỏ
Thay th base: ế DNA có th x y ra khi có m t c p ộ ặ ể ả nucleotide ghép không chính xác (nh A-ư C) t o ra trong quá trình t ng h p DNA ạ ổ ợ
ế ự ế ế ộ ấ
ỏ
ặ
d n đ n s thay th m t base. ẫ ộ Đ t bi n thêm vào và m t base: M t ộ ế lo i sai h ng sao chép khác d n đ n ẫ ạ thêm vào ho c m t đ m t ho c m t s ộ ố ặ ấ ị ộ ng h p s base c p base. Trong tr ợ ố ườ ặ 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.
