Uzroci oštećenja molekule DNA Flashcards
Zašto se u DNA pojavljuju krivo sparene baze?
jedan od razloga je tautomerizacija baza
• amino-imino, adenin (A) u (I ),u I sa citozinom
• keto-enolna,timin (k) U (E), u (E) sa gvaninom
syn-anti konformacija
• adenin u syn-konformaciji sparuje se s gvaninom
vodikovi mostovi pomoću molekule vode,T i C uz Hz O
Posljedica pojave pogrešno sparene baze?
pogrešno sparena baza fiksira se kao mutacija nakon dvije replikacije
• mutacija - nasljedna promjena u redosljedu nukleotida (stanica je “ne primjećuje”)
• (((oštećenje DNA – promjena u DNA koju stanica
može primjetiti; može uzrokovati pojavu mutacije)))
• mutagen-agensi koji uzrokuju pojavu mutacija
• mutageneza - postupak u kojen dNA tretiramo mUtagenom
koja su Najčešća spontana oštećenja u DNA
hidroliza
• N-glikozidna veza na AP mjestu
• dezaminacija-gubitak amino grupe
• oksidacija
• šećer
• baza
• alkilacija- dodatak metilneili etiIne grupe
• purini
• pirimidini
DNA je podložna kemijskimmodifikacijama/oštećenjima
šta radi Dezaminacija baza
uzrokuje pogrešno sparivanje baza i mutaciju supstitucijom para baza
dezaminacijom citozina nastaje uracil što uzrokuje supstituciju CG u Ta ;
→ TA
CG → UG → UA → UA
→ CG
granin prelazi u ksantin koji uzrukUje zastoj replikacije
stanica sama net ilira citozin ( 5 mc ) koji deaminacijom prelazi u timin
Inducirana oštećenja - kak nastaju, djelovanje i podjela
Nastaju djelovanjem genotoksičnih agenasa (uzrokuju oštećenja
molekule DNA) mUtagena
• Djelovanje:
- bez posljedica za stanicu-ako st.popravi oštećenje
- letalno– Većinu DNA mutirana
- mutageno (karcinogeno)- za višestanične org.
• Podjela:
- zračenja (fizička mutagena sredstva)
- ionizirajuće zračenje
- ultraljubičasto zračenje
- kemijska mutagena sredstva (kemijski spojevi)
- analozi baza
- psoraleni (interkalirajući agensi)
- alkilirajući agensi
- spojevi koji se prevode u alkilirajuće agense
Što je ionizirajuće zračenje
,izvori i oštećenja
stanice su mu izložene od početka života na Zemlji
• oštećuje sve komponentne stanice pa tako i DNA
• Direktno djelovanje – ionizacija baza i šećera (pucanje kemijskih veza, dvolančani lomovi u DNA)
• Indirektno djelovanje – radiolizom vode nastaju hidroksilni radikali (·OH), vodikov peroksid (H2O2
) superoksid radikal (O2–) koji oštećuju baze (C5=C6u pirimidinima) i deoksiribozu te destabiliziraju N-glikozidnu vezu (abazično mjesto)
• izvori – X-zrake; elektromagnetsko zračenje male valjne duljine (0,01-10,0 nm)
• radioaktivni elementi prisutni na Zemlji
• zračenje iz svemira
• radioaktivni raspad (u okolini i tkivima)
prirodni izvor je Sunce
• oštećuje DNA jer nukleotidne baze apsorbiraju fotone (260 nm)
• podjela obzirom na valnu duljinu (nm)
• UV-A: 320-400
• UV-B: 295-320 (ozon ne propušta zračenja valne
• UV-C: 100-295 duljine manje od 300 nm)
• najčešće oštećenje – pirimidinski dimeri
• kovalentno povezivanje susjednih pirimidina koji se nalaze u istom lancu
• 5. i 6. C-atoma (ciklobutanski prsten)
• 4. i 6. C-atoma (pirimidin-pirimidon)
Što je ultraljubičasto zračenje
,izvori i oštećenja
prirodni izvor je Sunce
• oštećuje DNA jer nukleotidne baze apsorbiraju fotone (260 nm)
• podjela obzirom na valnu duljinu (nm)
• UV-A: 320-400
• UV-B: 295-320 (ozon ne propušta zračenja valne
• UV-C: 100-295 duljine manje od 300 nm)
• najčešće oštećenje – pirimidinski dimeri→
utječu na strukturu DNA
• otežavaju replikaciju DNA
• narušavaju komplementarno sparivanje
• utječu na vezanje proteina na DNA
ostala oštećenja: kovalentno povezivanje dviju različitih molekula DNA, kovalentno spajanje DNA i proteina, jednolančani lomovi
• kovalentno povezivanje susjednih pirimidina koji se nalaze u istom lancu
• 5. i 6. C-atoma (ciklobutanski prsten)
• 4. i 6. C-atoma (pirimidin-pirimidon)
Objasni što su analozi baza
i kako štete
direktni mutageni
• slični su uobičajenim nukleotidima
• ugrađuju se u DNA tijekom replikacije
• tijekom slijedeće replikacije se pogrešno sparuju
• jaki mutageni
• 5-bromouracil
• sličan timinu pa se ugrađuje nasuprot adenina
• tijekom slijedeće replikacije se sparuje s gvaninom
• uzrokuje mutaciju T:A→C:G
• 2-aminopurun, 5-fluorouacil, 5-jodouracil
što su i što rade psoraleni
planarne molekule građene od tri aromatska prstena
• interkaliraju u strukturu DNA-mogu Ući između kompl. baza
• djelovanjem UV-a mogu se kovalentno vezati s
pirimidinima (najčešće T preko C5 i C6), mogu biti
monofunkcionalni i bifunkcionalni
• zaustavljaju replikaciju, uzrokuju pomak okvira
čitanja (jaki mutageni)
što su i što rade alkilirajući agensi
i prirodni izvori
elektrofilni spojevi
• imaju afinitet za nukleofilne centre u organskim makromolekulama
• mnogi su dokazani karcinogeni
• najčešći su metilirajući i etilirajući agensi
- metil metansulfonat (MMS), N-metil-N-nitrozourea,
etilmetansulfonat (EMS), 1,2-dimetilhidrazin,
dimetilnitrozoamin, dietilnitrozoamin
• Bifunkcionalni
• imaju dvije reaktivne skupine pa mogu reagirati s dva nukleofilna centra na jednom ili oba komplementarna lanca
izgaranje biomase i metabolička aktivnost mikroorganizama i morskih algi: - MeCl (mutagen i karcinogen) 5∙106t godišnje
- također MeBr i MeI
• S-adenozil metionin
• donor metilne skupine u metaboličkim reakcijama (blagi intracelularni metilirajući agens)
što su i što rade spojevi koji se prevode u elektrofilne molekule
posredno djelovanje
• relativno nepolarne, kemijski neaktivne koje se metaboliziraju u alkilirajuće agense (“metabolička aktivacija”)
• glavni predstavnici
• benzopiren
• aflatoksini
• 4-nitrokinolin-oksid
• N-metil-N’-nitro-N-nitrozogvanidin (MNNG)BITAN
• jaki mutageni i karcinogeni
Nukleofilni centri u DNA koji se najčešće alkiliraju
najreaktivniji centri su N7 gvanina i N3 adenina
različito djelovanje na stanicu:
• bez posljedica za stanicu (N7-metilgvanin)
• uzrokuje zastoj replikacije DNA (N3-metilgvanin)
• mutageno, uzrokuju supstituciju baza (O6-alkilgvanin i O6 –alkiltimin) – izrazito jaki mutageni
