Mutagener er en betegnelse for alt som kan forårsake mutasjoner i en organismes arvestoff (DNA). En mutasjon er en endring i rekkefølgen i DNA-sekvensen. De fleste mutagener er kreftfremkallende.
Mutagener kan være stråling, kjemiske stoffer, eller biologiske enheter. Eksempler er ultrafiolett stråling (UV-lys), 5-bromuracil eller virus som integrerer seg inn i arvestoffet.
Mutasjoner er endringer i sekvensen av nukleotider i et DNA-molekyl. Mutagener som kan skade DNA-et fremkaller både gen- og kromosommutasjoner. Mutasjoner oppstår særlig i forbindelse med reparasjon av DNA-skade eller under DNA-replikasjon.
En mutasjon på et gen kan føre til at genet ikke lengre kan produsere et funksjonelt protein. En slik tap-av-funksjon (LoF) mutasjon kan ha alvorlige konsekvenser for en celle. Det kan også føre til problemer med regulering av cellens vekst.
Stoffer som forstyrrer celledelingen fører til kromosomtallsforandringer.
Mutasjoner er årsak til både kreft og genetiske sykdommer. Flercellede organismer som mennesker består av mange celler. Hver celle bærer arvestoffet til organismen. Genetiske sykdommer er vanligvis forårsaket av mutasjoner som er tilstede i alle cellene i organsimen, mens kreft er forårsaket av mutasjoner i en eneste celle som fører til ukontrollert vekst.
De fleste mutagener er kreftfremkallende. Da det eksperimentelt er enklere, billigere og raskere å påvise mutasjon enn kreft, er mutasjonsundersøkelser blitt viktige i arbeidet med å avsløre kreftfremkallende stoffer.
En stor gruppe stoffer som kan fremkalle kreft hos mennesket har i eksperimentelle undersøkelser vist seg å være mutagene (gentoksiske karsinogener): aflatoksin, arsenikk, benzen, bensidin, cellegifter (som klorambucil, syklofosfamid, melfalan, sennepsgass, myleran), seksverdige kromforbindelser, nikkelforbindelser, vinylklorid og mange kjemiske forbindelser i tobakksrøyk.
Både elektromagnetisk stråling og partikkelstråling kan mutere DNA. I tillegg kan atomer i DNA-et spontant nedbrytes radioaktivt til et annet grunnstoff (transmutasjon).
Elektromagnetisk stråling er overføring av energi gjennom bølger som består av elektriske og magnetiske felt. Slik stråling kan føre til mutasjoner direkte ved å overføre energi til DNA som fører til kjemiske endringer eller indirekte ved å overføre energi til andre molekyler som påvirker DNA. Mutagen elektromagnetisk stråling inkluderer gammastråling, røntgenstråling, ultrafiolett stråling og synlig lys. Indirekte mekanismer er ansvarlig for den mutagene effekten av UV-A og synlig lys, mens direkte påvirkning er ansvarlig for den mutagene effekten av UV-B, UV-C og stråling av kortere bølgelengder.
Partikkelstråling er overføring av energi gjennom partikler. Slik stråling inkluderer alfastråling (heliumkjerner), betastråling (elektroner) og nøytronstråling. Disse tre typene stråling er direkte mutagene, men i tillegg kan nøytronstråling indusere radioaktivitet i stabile materialer slik at de også blir radioaktive og mutagene. Stråling av tyngre partikler (neon, argon og jern) har også en mutagen effekt.
Radioaktiv nedbrytning har blitt vist å forårsake mutasjoner i DNA for karbon-14 og fosfor-32. I hvert nukleotid er det ett fosforatom og flere karbonatomer. Ved radioaktiv nedbrytning transmuterer fosfor-32 til svovel-32, og karbon-14 transmuteres til nitrogen-14. Den kjemiske endringen i DNA-molekylet er da også en mutasjon.
Kjemikalier som skader DNA kan enten være direkte skadelige eller indirekte ved å metaboliseres til et skadelig stoff.
Baseanaloger er kjemikalier som ligner på nitrogenbasene til DNA. Ved DNA-replikasjon blir baseanalogene festet inn i den nye DNA-tråden. I tilfellet av baseanalogen 5-bromuracil så byttes et basepar av tymin-adenin til et basepar av cytosin-guanin.
Interkalering er når små, flate molekyler klemmer seg mellom nitrogenbasene i DNA. Dette kan føre til feil under DNA-replikasjon. Slike kjemikalier er ofte fargestoff som også kan brukes til å farge DNA. For eksempel mutagenet etidiumbromid som brukes til å farge DNA under elektroforese. DNA-polymerase kan også sette inn et ekstra nukleotid.
Deaminering er en reaksjon som fjerner en aminogruppe (-NH2) fra et molekyl. Salpetersyrling kan deaminere nitrogenbasene til cytosin og adenin. Deaminering av cytosin fører til at et basepar av cytosin-guanin blir omgjort til tymin-adenin.
Alkylerende stoffer er kjemikalier som fester en alkylgruppe (-R) på et molekyl. Dette kan føre til knekk i DNA-tråden og mutasjoner kan induseres ved DNA-reparasjon.
Reaktive oksygenforbindelser er kjemikalier som dannes under metabolisme (forbrenning av sukker og fett) og kan skade DNA på ulike måter. Antioksidanter beskytter mot disse mutagenene.
Bakterier, virus og transposoner kan føre til mutasjoner enten ved å sette seg direkte inn i genomet eller ved å føre til endringer i kroppen som fremmer sjansen for mutasjoner.
Magesekk-bakterien Helicobacter pylori kan forårsake kronisk inflammasjon i magesekken som medfører dannelsen av reaktive oksygenforbindelser og dermed mutasjoner. Bakterien har også blitt koblet til magekreft.
Virus som humant papillomavirus (HPV) og retrotransposoner kan sette arvestoffet sitt inn i genomet til en menneskecelle. I tilfellet der arvestoffet er satt inn i et gen, så vil dette kunne føre til en tap-av-funksjon mutasjon.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.