Генотоксические агенты и пути их метаболизма

Что касается мутаций ДНК, то обычно это просто чистая химия. В статье о мутагенах дается краткое изложение некоторых обычных подозреваемых, но чтобы выбрать несколько из тех, с которыми я знаком:

• Ультрафиолетовый свет может вызвать образование пиримидиновых димеров , которые явно представляют собой димеризацию цитозинов или тиминов, что может вызвать проблемы с репликацией.
• Деаминазы , которые удаляют аминогруппы, наверное, самый крутой пример. Дезаминирование может происходить естественным путем, превращая цитозин в урацил , но часто это делается преднамеренно как часть бисульфитного секвенирования для определения статуса метилирования.
• Может происходить алкилирование , в частности, гуанина , что может привести к предпочтительному связыванию тимина; последующая репликация приведет к превращению гуанина в аденин.

Точно так же есть много аналогов оснований , которые заменят данное азотистое основание. Эти аналоги часто предпочитают связываться с «неправильным» основанием, как указано выше (и на рисунке ниже с 5-бромурацилом ), что приводит к определенным ошибкам.

На более преднамеренной основе биотехнологические инструменты, такие как нуклеазы цинковых пальцев , TALEN и (о-о-очень сексуальная) система CRISPR , могут использоваться для специфического изменения выбранных последовательностей генома. Именно по этой причине ZFN используются в качестве инструмента генной терапии.

В противном случае вирусы (и транспозоны), внедряющиеся в геном, могут вызывать специфические мутации или ошибки, если они делают это неслучайно. Однако понять это может быть сложно; большинство онковирусов вызывают мутации через определенные гены, которые обеспечивают неконтролируемый рост и онкогенез, а не локализованным образом. Однако все чаще появляется гипотеза о том, что некоторые ретровирусы, которые, как правило, не вызывают рак, в частности ВИЧ, могут внедряться в участки с определенными характеристиками, такими как уровень хроматина. Хотя это далеко не известно.

Если вы ищете случайные причины, это легко. Все, что нарушает механизмы репарации ДНК, такие как p53 или Rb, сделает это. Для химических веществ интеркаляторы , такие как бромид этидия и талидомид, встраиваются между основаниями ДНК и предотвращают правильное восстановление ДНК.