Genotoxischer Wirkstoff und sein Stoffwechselweg

Bei DNA-Mutationen handelt es sich meist nur um reine Chemie. Der Artikel über Mutagene gibt einen kurzen Überblick über einige der üblichen Verdächtigen, aber um nur einige auszuwählen, mit denen ich vertraut bin:

• UV-Licht kann Pyrimidin-Dimere verursachen , was eindeutig eine Dimerisierung von Cytosinen oder Thyminen ist, was Replikationsprobleme verursachen kann.
• Das wohl coolste Beispiel sind Desaminasen , die Amingruppen entfernen. Die Desaminierung kann auf natürliche Weise erfolgen und Cytosin in Uracil umwandeln , wird jedoch häufig absichtlich als Teil der Bisulfit-Sequenzierung durchgeführt , um den Methylierungsstatus zu bestimmen.
• Insbesondere von Guanin kann eine Alkylierung auftreten , die zu einer Bevorzugung der Bindung von Thymin führen kann; die nachfolgende Replikation führt zu einer Konvertierung von Guanin zu Adenin.

In ähnlicher Weise gibt es viele Basenanaloga , die eine gegebene stickstoffhaltige Base ersetzen. Diese Analoga ziehen es oft vor, an eine "falsche" Base wie oben (und in der Abbildung unten mit 5-Bromuracil ) zu binden, was zu spezifischen Fehlern führen wird.

Auf einer gezielteren Basis können biotechnologische Werkzeuge wie Zinkfinger-Nukleasen , TALENs und das (oh-so-sexy) CRISPR-System verwendet werden, um Genomsequenzen nach Wahl gezielt zu verändern. Gerade aus diesem Grund werden ZFNs insbesondere als Gentherapie-Werkzeug eingesetzt.

Andernfalls können Viren (und Transposons), die sich in das Genom einfügen, spezifische Mutationen oder Fehler verursachen, wenn sie dies nicht zufällig tun. Das herauszufinden, kann jedoch schwierig sein; Die meisten Onkoviren verursachen Mutationen durch spezifische Gene, die ein unkontrolliertes Wachstum und eine Tumorentstehung ermöglichen, nicht auf eine ortsgerichtete Weise. Es gibt jedoch eine zunehmende Hypothese, dass bestimmte Retroviren, die dazu neigen, keinen Krebs zu verursachen, insbesondere HIV, an Stellen mit bestimmten Charakterisierungen, wie z. B. dem Chromatinspiegel, inserieren können. Das ist jedoch alles andere als bekannt.

Wenn Sie nach zufälligen Ursachen suchen, ist das ganz einfach. Alles, was DNA-Reparaturmechanismen wie p53 oder Rb stört, wird dies tun. Bei Chemikalien fügen sich Interkalatoren wie Ethidiumbromid und Thalidomid zwischen DNA-Basen ein und verhindern eine ordnungsgemäße DNA-Reparatur.