Mutajenler ve Mutasyonlar (EBUBEKİR) PDF

MUTASYONLAR MUTAJENLER Prof. Dr. Ali İrfan GÜZEL Doç. Dr. Ebubekir DİRİCAN BŞEÜ-Tıp Fakültesi (Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı) 24.01.2024-ÇARŞAMBA-11.30 25.01.2024 –PERŞEMBE-08.30 Öğrenim Hedefleri Mutasyonu açıklar. Mutasyonlarla ilgili terminolojileri tanımlar. Mutasyonların oluş şekli, proteinler ü...

MUTASYONLAR MUTAJENLER Prof. Dr. Ali İrfan GÜZEL Doç. Dr. Ebubekir DİRİCAN BŞEÜ-Tıp Fakültesi (Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı) 24.01.2024-ÇARŞAMBA-11.30 25.01.2024 –PERŞEMBE-08.30 Öğrenim Hedefleri Mutasyonu açıklar. Mutasyonlarla ilgili terminolojileri tanımlar. Mutasyonların oluş şekli, proteinler üzerindeki etkileri ve kalıtım şekillerine göre sınıflandırır ve açıklar. Mutajenleri sınıflandırır ve etki şekillerini açıklar. MUTASYON, MUTANT VE MUTAJEN KAVRAMLARI NE ANLAMA GELİYOR? Mutasyon-mutant-mutajen?  Mutasyon: Genetik kodun yer aldığı DNA’da kendiliğinden veya çeşitli etkenlere bağlı olarak meydana gelen kalıtsal değişikliklere denir.  Mutasyonu taşıyan hücreye mutant, mutasyona neden olan faktörlere mutajen adı verilmektedir. TERMİNOLOJİ TERMİNOLOJİ Allel gen: Bir genin her bir homolog kromozom üzerindeki formudur. Doğal (Wild-type) allel: Normal bir populasyonda hakim olan alleldir, polimorfik genler için birden fazla doğal allel olabilir. Polymorfizm: Bir populasyonda iki veya daha fazla formu olan bir gen (polimorfik gen) tarafından ortaya çıkarılan iki veya daha fazla normal fenotipik oluşumdur (prevelansı -belli bir zamanda bir populasyonda bulunma oranı- en az %1 olmalıdır). Mutant allel: Mutasyon sonucu doğal alellin değişmesiyle oluşan ve yeni bir fenotip (polimorfizm dışı) sergilenmesine neden olan alleldir. Homozigot: Diploid bir bireyde, homolog kromozomlar üzerinde bir gen için aynı allellerin bulunması durumudur. Homozigot mutant: Her iki allelin de (hem anneden, hem de babadan gelenin) mutant olması durumudur. Heterozigot: Diploid bir bireyde, homolog kromozomlar üzerinde bir gen için iki farklı allelin bulunması durumudur. Heterozigot mutant: Anne ve babadan gelen allelerden birinin mutant diğerinin normal olması durumu. MUTASYON ile POLİMORFİZM ARASINDA NE FARK VAR?  Mutasyon: DNA’nın yapısında normalden farklılaşmaya neden olan ve sıklık bakımından polimorfizmden daha nadir görülen genetik değişimleri kapsarken;  Polimorfizm: Populasyon genelinde daha yaygın olarak bulunan (%1 veya daha fazla), bulunduğu bireyi olumlu ya da olumsuz olarak etkileyen genetik değişimleri ifade etmektedir. Polimorfik dizi varyantlarına bağlı olarak ortaya çıkan kan grupları farklılıkları polimorfizme örnek verilebilir. MUTASYONLAR NE GİBİ ETKİLERE SAHİP OLABİLİRLER? Mutasyonlar Genetik farklılığa, Fenotipik çeşitlenmeye, Evrime, Hücre ölümüne, Genetik hastalıklara ve Kansere yol açabilir. MORFOLOJİK, BİYOKİMYASAL, KOŞULLU VE LETAL MUTASYONLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Morfolojik mutasyonlar Organizmaların dış görünümünü etkileyen mutasyonlara morfolojik mutasyonlar denir.  Morfolojik mutantlar, yabanıl tip bireylerden fenotipik olarak yani gözle görülür şekilde farklı oldukları için kolaylıkla ayırt edilebilirler. Ör: memelilerde deri, saç ve gözün koyu renkli olmasını sağlayan melanin adlı pigmentin sentezinden sorumlu ana enzim olan tirozinaz enzimini kodlayan gende meydana gelen mutasyon nedeniyle, enzimin inaktif olmasına bağlı olarak melanin üretilememesi sonucunda albino insan ve fareler albino insanlar albino fareler Morfolojik mutasyonlar Mikroorganizmalar ve hatta virüslerde bile az sayıda da olsa morfolojik mutasyon gözlenebilmektedir. Ör: S. pneumoniae bakterisinin insanlarda zatürre hastalığına sebep olan virülant suşu düzgün görünümlü koloniler, hastalık yapmayan avirülant mutant suşu pürüzlü koloniler oluşturmasıyla ayırt edilebilmektedir. T4 bakteriyofajının ise hızlı lizis yapma özelliği kazanan mutant formu normale göre daha büyük ve saydam plaklar oluşturduğu bilinmektedir. Biyokimyasal mutasyonlar Bir organizmanın bir biyokimyasal veya sentez reaksiyonunu gerçekleştiremez duruma gelmesine neden olan mutasyonlara biyokimyasal mutasyonlar denir. Örnek: E. coli’nin bio ve leu besin mutantları; biotin vitamini ve lösin amino asiti ile desteklenmeyen besiyerinde yaşayamaz ve ölür. Biyokimyasal mutasyonların bir kısmı ise özgün bir morfolojik özelliği etkileyerek kendini gösterir. Ör: albinizm aslında bir biyokimyasal mutasyondan kaynaklanmaktadır. Letal mutasyonlar Ölüme yol açan tipteki mutasyonlara letal mutasyonlar adı verilir. Bu mutasyonlar genel olarak hayati önemi olan genlerde görülmektedirler. Ör: RNA polimerazın bir alt ünitesini kodlayan gende oluşan bir mutasyon nedeniyle aktif polimeraz enzimi üretemeyen bir organizmada RNA sentezi duracağı için yaşamını sürdüremez. İnsanlarda nörolojik bozukluğa neden olan Hungtington hastalığı tipik bir dominant letal mutasyon örneğidir ve heterozigot bireylerde genellikle çocukluk döneminde etkili olmaya başlayan hastalık nihayetinde ölümle sonuçlanır. Koşullu mutasyonlar Etkisi sadece belli şartlar altında görülebilen mutasyonlara ‘koşullu mutasyonlar’ denir. Koşullu mutasyonların çoğu aynı zamanda koşullu letaldirler, çünkü mutant organizma kısıtlayıcı ortama maruz kaldığında etkisi belirgin hale gelen mutasyon ölüme neden olur.  Birçok organizmada görülen ısıya duyarlı mutasyonlar bu tip mutasyon grubuna örnek teşkil eder.  Burada mutasyonun etkisiyle ısıya duyarlı hale gelen molekül gen değil, genin ürünü olan proteindir ve bu mutant protein yabanıl proteinin çalıştığı sıcaklıkta denatüre olduğu için fonksiyonunu kaybeder. İnsanlarda da görülebilir. Ör: kistik fibroz hastalığında vücut sıcaklığında uygun üç boyutlu yapısını oluşturacak katlanmaları yapamadığı için inaktif olan mutant proteinin kistik fibrosis hastalığının bir tipine neden olduğu bilinmektedir. Koşullu mutasyonlar Koşullu mutasyonların organizmaya zarar vermeyen tipte olanları da vardır. Ör. Siyam kedileri siyah tüy rengi ile ilgili gende bir mutasyon taşımalarına rağmen albino farelerde olduğu gibi tamamen beyaz olmayıp, kuyruk, ayaklar, yüz ve kulak kısımları siyah renktedir.  Bu durum siyah renk genindeki mutasyonun ısıya duyarlı olmasından kaynaklanmaktadır. MUTASYONLARI NASIL SINIFLANDIRIYORUZ? MUTASYONLAR Kromozom sayısı değişiklikleri Kromozom yapısı değişiklikleri *Sitogenetik çalışmalarla mikroskopla ortaya konan mutasyonlardır. Gen yapısı değişiklikleri GEN MUTASYONLARININ GENEL ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Gen Düzeyindeki Mutasyonlar (Nükleotit (baz),Nokta Mutasyonları) Bir genin (veya DNA molekülünün) bir/birkaç nükleotidini etkileyen mutasyonlardır.  Genin işlevini kaybetme olasılığı, yeni bir işlev kazanmasından daha fazladır.  Oluş şekli ve yeri, etki ve kalıtım şekilleri gibi durumlar dikkate alınarak birkaç farklı şekilde sınıflandırılabilmektedir:  Nokta mutasyonlarının çoğu spontan olarak ortaya çıksa da bazı mutajenik kimyasal maddeler ve radyasyon gibi faktörlerin spontan mutasyon oranını arttırıcı rol oynadıkları bilinmektedir. GEN MUTASYONLARININ ÇEŞİTLERİ a) Oluş Şekillerine Göre: 1. Delesyon: DNA zincirinden bir veya daha fazla nükleotit çiftinin kaybıdır. 2. İnsersiyon (araya girme): DNA zincirine bir veya daha fazla nükleotit çiftinin ilavesidir. 3. Yer değiştirme (Substitüsyon): DNA zincirindeki bir veya daha fazla nükleotit çiftinin yer değiştirmesidir, değişim; PürinPürin (AG) veya PrimidinPrimidin (TC) şeklinde ise TRANSİSYON (karşılıklı geçiş) PürinPrimidin (A/G C/T) veya PrimidinPürin (C/TA/G) şeklinde ise TRANSVERSİYON (çapraz geçiş) olarak adlandırılır. Substitüsyon (yer değiştirme) ( 3GA ) Transisyon (pürinpürin) 5’ 1 2 3 4 5 3’ Delesyon 3’ ( 3delG ) 5’ Normal dizi İnsersiyon ( 2-3ins A ) Mutant diziler 4. Üçlü Nükleotit Tekrarları (Dinamik Mutasyonlar) Genlerin sıcak bölgeler (hot-spots) olarak tanımlanan yerlerinde üçlü nükleotit dizilerinin farklı sayılarda tekrarları (threenucleotide repeats -TNR) sonucu ortaya çıkan mutasyonlardır. Trinükleotid tekrar artışlarının (Three Nucleotide Repeat ExpantionTNRE) nedeni tam olarak açıklanamasa da replikasyon sırasında ilmek (stem-loop) oluşumu ve tamir mekanizmalarının yeni iplikteki boşluğu doldurmasına bağlı iplik kayması (slippage) sonucu oluşmuş olabileceği düşünülmektedir (Şekil).  Trinükleotid artışlarının bir özelliği de mayoz sırasında tekrar sayısının artma eğiliminde olması (mayotik instabilite) ve nesilden nesile arttırılarak aktarılmasıdır (dinamik mutasyon). Bu özellik antisipasyon olarak adlandırılmaktadır.  TNR artışları genlerin 5’/3’ UTR bölgeleri, promotor bölgeleri, ekzon veya intron bölgelerinde olabilmektedir. Myotonik Distrofi (DMPK geni) AUG 5 ’ 5’ UTR Fragile X Sendromu (FMR1 geni) TAA (CTG) n 3’ 3’ UTR TNRE’ye bağlı hastalıklar çoğunlukla ekzonlardaki anormal artış sonucu ortaya çıkar ancak intron veya 5’UTR/3’UTR bölgelerindeki tekrar artışlarında azda olsa çeşitli hastalıklara yol açtıkları bilinmektedir.  Aşağıdaki tabloda TNRE sonucu oluşan birtakım hastalık örnekleri ve özellikleri görülmektedir. b) Protein Üzerindeki Etkilerine Göre: 1. Sessiz (Silent) Mutasyonlar: 2. Yanlış anlamlı (Missense) Mutasyonlar: 3. Zincir sonlandırıcı (Nonsense: anlamsız) Mutasyonlar: 4. Çerçeve Kayması (Frame-Shift) Mutasyonları: Sessiz (Silent) Mutasyonlar Nötral Mutasyonlar Yanlış anlamlı (Missense) Mutasyonlar Zincir sonlandırıcı (Nonsense:anlamsız) Mutasyonlar Çerçeve Kayması (Frame-Shift) Mutasyonları Hemoglobin (Hb) geni mutasyonu (Orak Hücre Anemisi örneği) Normal Hb A DNA mRNA Amino Acid 1 2 3 4 5 6 7 8 CAC GTG GAC TGA GGA CTC CTC TTC GUG CAC CUG ACU CCU GAG GAG AAG val his leu thr pro glu glu lys Hb C DNA mRNA Amino Acid 1 2 3 4 5 6 7 8 CAC GTG GAC TGA GGA TTC CTC TTC GUG CAC CUG ACU CCU AAG GAG AAG val his leu thr pro lys glu lys Normal eritrosit Missens (nötr) Sickle Hb S DNA mRNA Amino Acid 1 2 3 4 5 6 7 8 CAC GTG GAC TGA GGA CAC CTC TTC GUG CAC CUG ACU CCU GUG GAG AAG val his leu thr pro val glu lys Missens Orak hücre (Sickle cell) şekilli eritrosit c) Oluş Yerlerine Göre: Mutasyonlar genlerin kodlama dizileri dışında da oluşabilmekte ve gen ekspresyonunu etkileyebilmektedir. ı) Exon Mutasyonları ıı) Promotor Bölgesi Mutasyonları ııı) 5’-UTR/3’-UTR Bölgesi Mutasyonları ıv) Birleştirme Bölgesi (Splice-Site) Mutasyonları v) İntron Mutasyonları vı) Genler arası (diğer) Bölgelerdeki Mutasyonlar  Genetik hastalıklarda, etkilenen gende çok sayıda ve her türden mutasyon olabilmekte ve aynı kişide bunların birden fazlasına rastlanabilmektedir (popülasyonda da tamamı görülür). Cystic fibrosis geni ve bu gende rastlanan mutasyon çeşitleri CFTR geni Missens Nonsens Frameshift Delesyon Splice site ○ ∆ ▼ d) Kalıtım Şekillerine Göre: Mutasyonlar vücuttaki her tür hücre DNA’sında oluşabilir. Mutasyonun nesillere aktarılıp aktarılmaması dikkate alındığında iki grup oluşturulabilir: I) Germ-line Mutasyonlar Üreme (veya öncü) hücrelerinde oluşan mutasyonlardır.  Bir sonraki kuşağa aktarılırlar.  Aktarıldığı canlının bütün hücrelerinde etkisini gösterecektir. II) Somatik Hücre Mutasyonları Üreme hücreleri dışındaki hücrelerin tamamı somatik (vücut) hücreler olarak adlandırılmakta ve bu hücrelerde oluşan mutasyonlar da Somatik Mutasyonlar olarak tanımlanmaktadır.  Somatik hücrelerde oluşan mutasyonların fenotipik etkileri gelişimin hangi evresinde olduğuna bağlıdır (erken dönemde oluşan mutasyonlar fenotipe daha fazla yansır).  Ancak somatik hücrelerde oluşan bir kısım mutasyonlar hayatın hangi evresinde olursa olsun ağır etki yapabilirler (kanserlerde olduğu gibi).  Somatik hücrelerde oluşan mutasyonlar bir sonraki kuşağa aktarılmazlar. Somatik mutasyon örneği (saçta beyaz perçem) e) Etki Şekillerine Göre: Hatırlanacağı gibi, diploid canlılarda her kromozomdan ikişer adet olduğundan (homologlar halinde) dolayısıyla genler de ikişer kopya halinde bulunmaktadır. Her iki kopyanın da mutant olup olmama durumu dikkate alındığında da yine iki çeşit mutasyon gruplaması yapılabilmektedir: I) Dominant (Baskın) Mutasyon Mutasyon yalnızca bir kromozomda (genin alellerinden birinde) oluşmuş ise birey bu gen bakımın heterozigot mutant olarak adlandırılır. Mutasyon (örneğin bir hastalık) etkisini bu durumda iken bile gösterebiliyorsa dominant mutasyon olarak adlandırılır. II) Resesif (Çekinik) Mutasyon Mutasyon her iki kromozomda da (genin her iki alellinde de) oluşmuş ise birey bu gen bakımından homozigot mutant olarak adlandırılır. Mutasyon (örneğin bir hastalık) etkisini yalnızca homozigot durumda iken gösterebiliyorsa resesif mutasyon olarak adlandırılır. x (Mutant gen) Heterozigot mutant Homolog kromozom çifti x x Homozigot mutant GEN MUTASYONLARININ OLUŞ SEBEPLERİ NELERDİR? Gen mutasyonlarının oluş sebepleri Spontan Uyarılmış (induced) (kendiliğinden) (yapay) MUTASYONLARIN NEDENLERİ (Causes of Mutations) (Spontan/Kendiliğinden) (İndüklenme/uyarılma ile) Biological agents Viruses and bacteria I. SPONTAN MUTASYONLAR I. Spontan Nedenler: Biyolojik süreçteki birtakım anormalliklere bağlı olarak DNA molekülünde oluşan değişikliklerdir.  Hücre dışı bir etki söz konusu değildir, endojen kaynaklıdır, rastgele oluşur. Spontan mutasyonlarda hücre içindeki düzensizlikler (normal kimyasal süreçlerle ilişkili olarak bazların yapısında oluşan değişiklikler gibi) etkilidir.  Bazların replikasyon sırasında oluşan anlık alternatif (tautomerik) formlarının (farklı hidrojen bağları kurabilme kapasitelerinden dolayı) yanlış bazla bağlanmaları sonucu ortaya çıkan mutasyonlardır. Spontan mutasyon frekansı oldukça düşüktür, yaklaşık 105-108 hücrede bir görülür. Spontan mutasyonların nedenleri (genel olarak): 1. DNA replikasyon hataları: Sentez sırasında DNA polimerazlar tarafından oluşturulabilmektedir. 2. Zehirli metabolik ürünler: Normal metabolik süreçte oluşan birtakım ürünler kimyasal olarak reaktif bir etki göstererek DNA yapısını değiştirebilir. 3. Nükleotit yapısında oluşan spontan değişiklikler ; - Deaminasyon, - Depürinasyon ve - Tautomerik shift 4. Kromozomların sayı ve yapısını değiştiren olaylar; - Anormal rekombinasyon - Anormal kromozom ayrılması 5. Transpozonlar; çok çeşitli nedenlere (metabolitler, kimyasallar, radyasyon vs) bağlı olarak oluşabilen hücre içi dengesizlikler transpozon hareketliliğine de neden olabilir (genom organizasyonu konusunu hatırlayınız). Deaminasyon DNA’nın yapısındaki Sitozin ve 5-metilsitosinin gb bazlardaki amin (NH2) grubunun çıkarılması/değiştirilmesi sonucu sırasıyla urasil ve timine dönüşümüdür.  Bu şekilde oluşan bazlar normal eşleniklerinden farklı bazlarla eşleşirler. Depürinasyon Nükleotitlerden pürin bazlarının (A/G) kaybıdır. Böyle bir kayıp sonucu apürinik bir bölge oluşur.  Replikasyon sırasında bazı olmayan bu nükleotidin karşısına herhangi bir nükleotit gelebilir. İnsan hücrelerinde günde yaklaşık olarak 10,000 depürinasyon olayının gerçekleştiği tahmin edilmektedir. Tautomerik Formlar ve Bunlara Bağlı Kaymalar (Tautomeric Shifts) Her bazın kimyasal formülasyonu aynı fakat hidrojen atomlarının ve çift bağlarının yerleşimleri farklı olan yapısal izomerlerine tautomer adı verilir.  Her bazın birbirlerine dönüşebilen alternatif tautometrik formu olup tautomerlerin birbirlerine dönüşmesine tautomerizasyon denir. Bu tür kimyasal akışkanlıklar “tautomeric shift” (kayma) olarak adlandırılmakta ve bazların yapısında değişimlere neden olabilmektedir.  Ancak, bazlar nadir görülen kararsız hallerinde iken replikasyon aşamasında DNA’nın yapısına girecek olursa spontan mutasyona neden olurlar. Timin ve Guaninin tautomerik formları kararlı yapısı daha az kararlı yapı Sitozin ve Adeninin tautomerik formları kararlı yapı daha az kararlı yapı Tautomerik shift sonucu oluşan baz eşleşmeleri Normal baz eşleşmeleri Normal olmayan baz eşleşmeleri II. İNDÜKLENMİŞ MUTASYONLAR II. İndüklenmiş Mutasyonlar: Birtakım ajanların etkisiyle oluşturulan mutasyonlardır. Mutasyona neden olan herhangi bir ajan MUTAJEN olarak adlandırılır. Mutajenler üç gruba ayrılabilir; A. Kimyasal Mutajenler: Baz analogları, alkilleyici ajanlar (nitrik asit, aflatoksin, benzopren ve hardal gazları gibi), interkalasyon ajanları (Etidtum bromür ve acridine orange gibi) ve mustard gazları v.b. B. Fiziksel Mutajenler: UV (Ultraviyole ışınları), X ışınları, kozmik ışınlar, radyoaktif maddelerden yayılan emisyonlar. C. Biyolojik Mutajenler: virüsler (transpozonlara benzer şekilde genomlarını enfekte ettikleri hücre genomuna rasgele yerleştirerek mutasyonlara neden olabilmektedirler) ve birtakım bakteriler (Helicobacter pylori gibi).  Mutajenlerin etkisiyle oluşan DNA hasarlarının çoğu DNA tamir mekanizmaları ile düzeltilebilmekte, düzeltilemeyenler ise mutasyon olarak kalmaktadır.  Bir ajanın mutajenik etkisi ile karsinojenik etkisi arasında yakın ilişki vardır. Karsinojen (kansere neden olan) her madde aynı zamanda mutajendir, ancak her mutajen karsinojen olmayabilir!!! İndüklenmiş Deaminasyon DNA’nın yapısındaki Adenin, Sitozin ve Guanin bazlarındaki amin (NH2) grubunun çıkarılması/değiştirilmesi sonucu sırasıyla hipoksantin, urasil ve ksantine dönüşümüdür.  Bu şekilde oluşan bazlar normal eşleniklerinden farklı bazlarla eşleşirler. Ör: Nitrous asid (HNO2) hem replike olan hem de replike olmayan DNA’da deaminasyona neden olan güçlü bir mutajendir. A. Kimyasal Mutajenler 1. 2. 3. 4. Alkilleyici ajanlar Baz analogları Akridin boyaları Aflatoksin B1 1. Alkilleyici ajanlar Alkilleyici ajanlar başka moleküllere alkil grubu veren kimyasallardır.  Bu grubun içerisine Nitrogen mustart, Sülfür mustart (Mustart/hardal gazı), metilmetan sülfonat (MMS), etilmetan sülfonat (EMS) ve nitrosoguanidin (NTG) girmektedir.  Hardal gazları, nükleotidlerdeki amino ve keto gruplarına metil veya etil gibi grupları eklerler.  Etilmetan sülfonat (EMS), guaninin 6 numaralı ve timinin 4 numaralı pozisyonlarındaki keto gruplarını alkiller. Bunun sonucunda bazların baz eşleşme eğilimleri değişir.  Hem replikasyon sırasında hem de replikasyon olmayan dönemlerde mutasyona neden olabilirler. Alkilasyon ajanları (DNA yapısına alkil grubu eklerler) Alkil grubu EMS (Etil Metan Sülfonat) 2. Baz analogları    Nükleik asit biyosentezi (replikasyon) sırasında, pürin ve pirimidinler yerine geçebilen moleküllere baz analogları denir ve bunlar genellikle mutajeniktir. Örnek: 5-Bromourasil (5-BU): Urasilin pirimidin halkasının 5 numaralı pozisyonundaki metil grubunun yerine Br gelmesiyle oluşur. 5-bromourasil’in oluşturduğu alternatif baz eşleşmesi A-T yerine G-C gelecek ve bir transisyon mutasyonuna yol açar. 3. Akridin boyaları       Akridin boyalar adındaki kimyasal mutajenler çerçeve kayması mutasyonlarına neden olurlar. Yaklaşık olarak bir azotlu baz çifti boyutlarında olup normal DNA’nın bazları arasına sıkışarak girme “interkale” özellikleri ile bilinirler Bu yolla çift sarmallı yapıyı esnemez hale getirir ve konformasyonunu değiştirirler. İnterkale olmuş akridin boyası taşıyan DNA’larda, replikasyon esnasında bir veya birkaç bazlık delesyon veya insersiyon sonucu çerçeve kayması (frameshift) mutasyonları oluşur. Etidyum Bromür (EtBr) olarak bilinen floresan özelliği olan kimyasal da benzer şekilde mutasyona neden olur. Üzerlerinde çok çalışılmış olan DNA enterkalatörleri arasında etidyum bromür (EtBr), proflavin, daunomisin, doksorubisin ve talidomit sayılabilir. Akridin boyaları ve interkale olma (araya girme) 4. Aflatoksin B1 (AFB1) AFB1 güçlü bir karsinojendir ve mantarla enfekte gıdalarda (özellikle fıstıkda) oluşmaktadır.  AFB1 N-7 pozisyonunda guanine tutunur ve baz ile şeker arasındaki bağı kopararak bazın serbest kalmasına depürinasyona neden olur (apürinik bölge oluşturur). Böyle bir hasarın olduğu yerin karşısına herhangi bir nükleotit (çoğunlukla Adenin) eklenir. BİR KİMYASALIN MUTAJENİK OLUP OLMADIĞI NASIL ANLAŞILABİLİR? AMES TESTİ Bruce Ames (1970) Herhangi bir kimyasal ajan için mutajenite testi (Ames Assay) Bu testte;  Histidin amino asiti bakımından mutant olan (histidin sentezini yapamayan) Salmonella suşu kullanılmaktadır. Yani bu bakteri suşu besi ortamına histidin ilave edilmediği sürece çoğalamamaktadır. Bu testte kontrol edilen kimyasalın mutajen özelliği varsa geri bir mutasyonla mutant histidin genini normale döndürmesi beklenmektedir.  Histidin içermeyen agar plağındaki bakteri sayısı mutajenik etki ile doğru orantılı olacaktır. Yani kimyasal ne kadar güçlü ise o denli geri mutasyon oluşmuş demektir.  Bazı kimyasallar tek başına mutajenik bir etki gösterememekte ancak metabolize olması (bir takım değişimlere uğraması/parçalanması) durumunda metabolitleri mutajenik etki göstermektedir. Test ortamına karaciğer ekstraktı ilave edilmesinin nedeni ise ekstrakta bulunan enzimler tarafından bu tür kimyasalların metabolize edilebilmesini sağlamaktır. AMES Mutajenite Testi B. Fiziksel Mutajenler Radyasyon Elektromanyetik spektrumun kısa dalga boylu ve görünür ışınlardan daha yüksek enerjili kısmı iyonize radyasyon (X ışını, gamma ışını ve cosmic ışın) ve nonyonize radyasyon (ultraviole ışık) olarak alt gruplara ayrılır.  İyoniza radyasyon (X ışını, gamma ışını ve cosmic ışın) 1-Yüksek enerjilidir ve canlı dokuda önemli bir mesafeyi kat edebilmektedir. İyonize ışınlar canlı dokuda ilerlerken atomlarla çarpışmakta ve elektronların salınmasına neden olmaktadırlar. Böylece geride pozitif yüklü radikalleri veya iyonları bırakırlar. 2-İyonize radyasyonların hücre içinde su ile etkileşimleri serbest radikallerin oluşumuna neden olur. Serbest radikaller de DNA’yı da içeren diğer moleküllerle etkileşime girerek yapılarını değiştirir. Bu şekilde oluşan iyonlar çeşitli kimyasal reaksiyonları başlatabilir. Bu reaksiyonlar doğrudan veya dolaylı olarak genetik materyali etkiler ve pürin ve pirimidinleri değiştirerek nokta mutasyonlarını oluşturur. 3-İyonize radyosyon fosfodiester bağlarını da kırarak kromozomların bütünlüğünü bozar ve delesyon, duplikasyon, inversiyon ve translokasyon gibi bozukluklara neden olur. Noniyonize radyasyon (UV) İyonize ışınlardan daha az enerjiye sahip olup yüksek bitkilerde ve hayvanlarda hücrelerin yalnızca yüzey tabakalarını geçebilir ve iyonizasyona neden olmazlar. Ultraviyole ışınları enerjilerini karşılaştıkları atomlara dağıtırlar ve atomların yüksek enerjili dış orbitallerindeki elektron sayılarını arttırırlar. Bu durum atomun uyarılmış hali (excitation) olarak adlandırılır. DNA’nın yapısındaki pürin ve pirimidin bazları ultraviolenin sahip olduğu yüksek enerjiyi absorbe ederler.  Pirimidinler tarafından UV emiliminin iki önemli ürünü pirimidin hidratları (replikasyon sırasında yanlış baz eşleşmesine neden olur) ve pirimidin dimerleridir (DNA replikasyonunu bloke UV etkisiyle ardışık iki timin arasında iki şekilde dimerleşme (kovalent bağla eden yapılardır) kaynaşma, ikili oluşumu) gerçekleşir. UV etkisi ile oluşan bir pirimidin dimerinin dubleks DNA molekülündeki durumu