2) химические перестройки оснований (+)
3) вставку лишних оснований
4) замену одного основания на другое
Алкилирующие соединения повреждают ДНК путем переноса алкильной группы на нуклеофильные атомы азотистых оснований. Наиболее значимыми мишенями являются N7 гуанина, O6 гуанина и N3 аденина. В результате изменяются химические свойства и пространственная конфигурация оснований, нарушается их нормальное спаривание, поэтому правильным является ответ о химических перестройках оснований.
Модифицированное основание может сохраняться до репликации и включать ошибочный нуклеотид в дочернюю цепь. Например, O6-метилгуанин способен спариваться с тимином вместо цитозина, что после репликации приводит к транзиции G:C→A:T; таким образом, замена одного основания является вторичным мутационным последствием первичной алкильной модификации. Алкилирование N7 гуанина также может вызывать нестабильность гликозидной связи, депуринацию и образование апуринового участка, репарация которого нередко сопровождается ошибками.
| Повреждающий фактор | Первичное поражение ДНК | Типичный генетический результат | Отличительный признак |
|---|---|---|---|
| Алкилирующие соединения | Алкилирование N- и O-атомов оснований, иногда межцепочечные сшивки | Ошибочное спаривание, транзиции, аберрантная репарация | Химическая модификация основания без обязательного разрыва цепи |
| Ультрафиолетовое излучение | Образование циклобутановых пиримидиновых димеров и 6–4-фотопродуктов | Блок репликации, точечные мутации | Ковалентное соединение соседних пиримидинов одной цепи |
| Интеркалирующие агенты | Встраивание плоской молекулы между парами оснований | Вставки или делеции нуклеотидов, сдвиг рамки считывания | Изменение расстояния между основаниями и нарушение точности репликации |
| Дезаминирующие агенты | Удаление аминогруппы из цитозина, аденина или гуанина | Переходы, например C→U с последующей заменой C:G на T:A | Образование неканонического основания вследствие дезаминирования |
| Активные формы кислорода | Окисление оснований, в частности образование 8-оксогуанина | Ошибочное спаривание с аденином, трансверсии G:C→T:A | Сопутствующее повреждение сахара и фосфатного остова |
| Ионизирующее излучение | Одно- и двунитевые разрывы, окислительные повреждения, кластерные поражения | Делеции, хромосомные перестройки, точечные мутации | Выраженное повреждение цепей ДНК и хромосом |
Алкилирующие агенты относятся к мутагенам прямого действия, поскольку способны повреждать ДНК без обязательной метаболической активации. Клеточный ответ включает распознавание повреждения, эксцизионную репарацию и, при тяжелом поражении, остановку клеточного цикла или апоптоз. Бифункциональные алкилирующие препараты дополнительно образуют внутри- и межцепочечные сшивки, что повышает их цитотоксичность. Поэтому в генетике важно отличать первичную химическую модификацию основания от вторичной точечной мутации, возникающей при репликации или ошибочной репарации.