Mutajenik Maddeler (Mutajenler)
Bakterilerde mutasyon oluşturan etkenler, genellikle, fiziksel, kimyasal ve biyolojik karakterdedirler. Bunlar da, 04.01. Fiziksel Mutajenler
Isı: Eğer bakteriler 100°C 'ye kadar yavaş yavaş ısıtılırsa iplikçikler arasındaki karşılıklı hidrojen bağları çözülür ve iki iplikçik birbirinden ayrılır (denatürasyon). Isı yavaş yavaş azaltılırsa iki iplikçik hemen birleşir. Bu olay, hibridizasyonda işe yarar. Bilinen baz sıralarına sahip test DNA'sı ile bilinmeyen DNA (veya RNA) iplikçiğinin homologluk durumu araştırılır. Bu durum bakterinin klasifikasyonunda yararlı olur.
Ultraviolet ışınları: Ultraviolet ışınlarına maruz bırakılan bakteriler, primidinler (timin veya sitozin), pürinlerden daha fazla UV ışınlarını absorbe eder ve kendilerinde birçok fotokimyasal değişmeler meydana gelir. Bunun sonucu, atomlar arası enerjinin artmasına ve timin dimerlerinin oluşmasına sebep olur. Bu bozukluk iki baz arası 0,34 nm'lik uzaklığı 0.28 nm.'e indirerek DNA'da çarpıklıklar meydana getirir. Dimerlerin bulunduğu yerlerde transkripsiyonda atlamalar veya boşluklar oluşur ve bu bölge atlanarak devam edilir.
İks (x) ışınları: Dalga boyu UV-ışınlarından çok daha kısa olan X-ışınlarının bazların atomlarında oluşturduğu yüksek enerji, UV-ışınlarınkinden 4 kat daha fazladır. Bazlar tarafından çok çabuk absorbe edilen bu ışınlar yüksek enerjilerinden dolayı, DNA iplikçiklerinden nukleotidlerin çıkmasına ve mutasyonlara sebep olmaktadır. Bu mutasyonlar genellikle ölümle son bulur. İyonizan ışınlar, bakterilerde bazı kimyasal değişiklikler de meydana getirirler. Bunun başında iyonizasyon gelmektedir. İyonizasyon sonu atomların orbital elektronlarında dışarı fırlamalar oluşur. Serbest kalan elektronlar, hücredeki bazı radikaller veya moleküller tarafından alınarak, yeni bileşikler teşekkül eder. Bunların çoğu bakteriye zarar verir niteliktedir.
Ultrasonik vibrasyonlar: Ses ötesi vibrasyonlar da bakteriler üzerine olumsuz yönde etkiler ve bazı genetik değişmeler meydana getirebilirler.
04.02. Kimyasal Mutajenler
Kimyasal mutajenik maddelerin etkisi altında oluşan mutasyonlar kolayca tamir edilebilirler. Mutajenik maddeler, genellikle, transisyonel ve transversiyonel mutasyonlara yol açarlar: Bazıları da bazların çıkmalarına ve DNA'da kopmalara sebep olurlar. Başlıca mutajenik maddeler:
Nitröz asiti (HNO2):
Bazlar üzerine direkt etki yapan nitröz asiti, banlardan oksidatif deaminasyon ile amin grubunu (NH2) çıkarır ve bunun yerine keto (= O) grubunu koyar. Sitozinin de aminasyonu sonu urasil (U), ve adeninin deaminasyonunda da hipoksantin meydana gelir. Bu olaylar sonunda oluşan urasil adeninle ve hipoksantinde sitozinle bağ kurar.
HNO2
Sitozin +¾¾¾® Urasil (urasil — adenin) GC ® AT
HNO2
Adenin +¾¾¾® Hipoksantin (hipoksantin-sitozin) AT ® GC
Nitröz asiti aracılığı ile oluşan mutasyonlar iki yönlüdürler (bidireksiyonal, AT ® GC ® AT).
Hidroksil amin (NH2OH): Bu mutajen daha ziyade pirimidinler (sitozin) üzerine etkiler ve olay sonu oluşan yeni bileşikler, tautomerik değişmelere maruz kalır ve transisyonel mutasyonlar oluşur. Sitozinin tautomerizasyonu sonu adeninle birleşme meydana gelir. Bu transisyonel mutasyon (CG ® AT) tek yönlüdür. Sitozinin, adeninle birleşmesi başlıca 2 şekilde izah edilmektedir. Biri, hidroksil amin, sitozinin 6 pozisyonunda bulunan amin grubu ile reaksiyon vererek bunu Oxime (= N-OH) haline çevirir ve sonra adeninle birleşme olur. Diğeri ise, sitozinin 4,5 durumundaki çift bağla reaksiyon verir ve oluşan bileşik, tautomerik değişmelere maruz kalarak adeninle birleşir.
Alkilan maddeler: Birçok kimyasal maddeler, nukleotidler arasına alkil gruplar (CH3-, CH2-) sokarak transisyonel mutasyonlar yaparlar. Bu tür alkilan maddeler arasında sülfür, nitrojen mustard, dimetil sulfonate (DMS), dietil sulfonate (DES), etil metane sulfonate (EMS), metil metane sulfonate (MMS), nitrosoguanidine (NG), v.s. sayılabilir. Bunlardan, EMS ve NG, timin ve guaninin 6 pozisyonundaki keto grubunu alkile ederek bunları tautomerizasyona iter. Diğer alkilanlar ise, bazların diğer pozisyonlarına etkiler. Değişmiş olan bazları DNA polimerase tanıyamaz ve bu bazlar transkripte olamazlar. Sülfür ve nitrojen mustardlar bundan başka, DNA ipliklerinde çapraz bağlantılara neden olabilir ve ayrıca helikste kopmalar yapabilir.
Baz analogları: Baz analogları parental DNA'ya etkilemezler. Bunlar replikasyon sırasında, yeni iplikçik sentezlenirken, sıraya girecek bazların yerine geçerler (veya bunların yerlerini alırlar) ve böylece transisyonel mutasyonlara yol açarlar. Baz analogları arasında en fazla üzerinde çalışılanı timinin analogu 5- Bromouracil (5-BU) ve adeninin analoğu 2-Amino pürin (2-AP)'dir. Bu analoglar, kimyasal yapı bakımından, bazlara benzediğinden, replikasyon sırasında bazların yerini alabilirler. Timinin analoğu olan 5-BU, keto formunda iken adeninler ve enol formunda iken de guaninle bağ kurar. Sonra guanin de sitozinle bağ kurarak, AT çifti GC çiftine dönüşür (AT ® GC). Yeni oluşan GC baz çifti sonraki generasyonlarda tautomerik değişmeler sonu AT 'ye çevrilirler (GC ® AT).
A=T®A= BU (keto) ® G= BU (enol) G= C (transisyonel çift)
A= BU
G=C®G=BU (enol ® A = BU (keto) ® A=T (transisyonel çift)
Adeninin analoğu olan 2-AP, replikasyon sırasında adeninin yerini alır. Sonradan timinle ve diğer replikasyonlar da tautomerik değişmeler sonu sitozinle bağ kurarak transisyona yol açar. Sitosin de, sonradan guaninle birleşir.
A= T ® T = AP ® C º AP ® C º G
Böylece AT çifti CG 'ye dönüşür. Diğer baz analoglarından, timidin analoğu 5- Bromodeoxy uridine, A-T bağlantısı olan yerlere replikasyon sırasında etkilidir. Aynı şekilde 5- Fluoro deoxyuridine tymidylate senthetase enzimi üzerine inhibitör etki yapar.
Akridinler: Akridin boyaları arasında en iyi bilineni proflavindir. Proflavin tarafından oluşturulan mutasyonlar, baz analogları, nitröz asiti ve hidroksilamin tarafından geri çevrilemez. Ancak, mutasyon olan gende spontan mutasyonlar veya tekrar akridin boyaları ile oluşturulan ikinci bir mutasyon ile düzeltilebilir. Proflavin, DNA baz çiftleri arasına girerek en azından 1-20 adet baz çiftinin çıkmasına sebep olabileceği gibi, bazı durumlarda, baz çiftinin girmesine de neden olabilir. Akridin boyaları, bakterilerde olduğu gibi, fajlarda da mutasyonlar oluşturabilir.
Diğer mutajenler: Metilkolantren, MnCl, arsenik, krom, urethane,creosol, katran, organik peroksidase, asitler, alkaliler. İndirekt etkileyen mutajenler: İlaçlar, hormonlar, fazla oksijen, pH değişmeleri, diğer çevresel faktörler.
Biyolojik Mutajenler: Bakterilerde bulunan bazı ekstra kromozomal genetik elementler (plasmid, faj, transpozon, Mu fajı, İs-elementleri) mutasyonlara yol açabilirler.
Bunlar hakkında ileriki bahislerde gerekli bilgiler verilmektedir.
kaynak: www.mikrobiyoloji.org
Mikrobiyoloji
-
Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları Nelerdir?
-
Azot oksit
-
Petri Kutusunda Agarlı Besiyeri Hazırlanması
-
Tüpde Agarlı Besiyerlerinin Hazırlanması
-
Besiyeri Hazırlarken Dikkat Edilecek Hususlar Nelerdir ?
-
Dehidre Besiyerleri Nedir?
-
Besiyerinin Sahip Olması Gereken Özellikler
-
Besiyeri hazırlanmasında kullanılan maddeler nelerdir ?
-
Besiyerlerin Sınıflandırılması Nasıl Yapılır ?
-
Besiyerinin Tanımı ve Kullanım Amaçları Nelerdir ?
-
Pseudomonas Cinsine ait Türler
-
Veba - Yersinia Pestis
-
Tularemi - Francisella tularensis
-
Şarbon - Bacillus anthracis Enfeksiyonu
-
Bruselloz - Brucella spp