उत्परिवर्ती एजेंटों वे कैसे कार्य करते हैं, प्रकार और उदाहरण

उत्परिवर्ती एजेंटों, मुटागेंस भी कहा जाता है, विभिन्न प्रकृति के अणु हैं जो डीएनए श्रृंखलाओं का हिस्सा होने वाले ठिकानों में बदलाव का कारण बनते हैं। इस तरह, इन एजेंटों की उपस्थिति आनुवंशिक सामग्री में उत्परिवर्तन की दर को बढ़ाती है। उन्हें भौतिक, रासायनिक और जैविक उत्परिवर्ती के रूप में वर्गीकृत किया गया है.

उत्परिवर्तन जैविक संस्थाओं में एक सर्वव्यापी घटना है, और यह जरूरी नहीं कि नकारात्मक परिवर्तनों में तब्दील हो। वास्तव में, यह भिन्नता का स्रोत है जो विकासवादी परिवर्तन की अनुमति देता है.

सूची

• 1 एक उत्परिवर्तन क्या है?
  • 1.1 क्या उत्परिवर्तन हमेशा घातक होते हैं??
  • 1.2 कैसे उत्परिवर्तन उत्पन्न होते हैं?
• म्यूटेजेनिक एजेंटों के 2 प्रकार
  • 2.1 रासायनिक उत्परिवर्तन
  • २.२ शारीरिक उत्परिवर्तन
  • 2.3 जैविक उत्परिवर्तन
• 3 वे कैसे काम करते हैं?: उत्परिवर्तजन के प्रकार उत्परिवर्तजन एजेंटों के कारण होते हैं
  • ३.१ आधारों का तालमेल
  • 3.2 अनुरूप आधारों का समावेश
  • 3.3 ठिकानों पर सीधी कार्रवाई
  • ३.४ आधारों को जोड़ना या हटाना
• 4 संदर्भ

एक उत्परिवर्तन क्या है?

उत्परिवर्तन के विषय में प्रवेश करने से पहले, यह समझाना आवश्यक है कि उत्परिवर्तन क्या है। आनुवांशिकी में, उत्परिवर्तन आनुवंशिक सामग्री के अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में एक स्थायी और अंतर्निहित परिवर्तन है: डीएनए.

किसी जीव के विकास और नियंत्रण के लिए आवश्यक सभी जानकारी उसके जीन में रहती हैं - जो शारीरिक रूप से गुणसूत्रों में स्थित हैं। क्रोमोसोम एक लंबे डीएनए अणु से बने होते हैं.

आम तौर पर, उत्परिवर्तन जीन के कार्य को प्रभावित करते हैं और यह अपने कार्य को खो या संशोधित कर सकता है.

चूंकि डीएनए अनुक्रम में परिवर्तन प्रोटीन की सभी प्रतियों को प्रभावित करता है, कुछ उत्परिवर्तन कोशिका के लिए या शरीर में सामान्य रूप से अत्यंत विषाक्त हो सकते हैं.

जीवों में विभिन्न पैमानों पर म्यूटेशन हो सकता है। बिंदु म्यूटेशन डीएनए में एकल आधार को प्रभावित करते हैं, जबकि बड़े पैमाने पर उत्परिवर्तन एक गुणसूत्र के पूरे क्षेत्रों को प्रभावित कर सकते हैं.

क्या उत्परिवर्तन हमेशा घातक होते हैं??

यह सोचना गलत है कि उत्परिवर्तन हमेशा उस जीव के लिए बीमारियों या रोग संबंधी परिस्थितियों की पीढ़ी की ओर जाता है जो इसे वहन करती है। वास्तव में, ऐसे म्यूटेशन हैं जो प्रोटीन के अनुक्रम को नहीं बदलते हैं। यदि पाठक इस तथ्य के कारण को बेहतर ढंग से समझना चाहते हैं, तो वह आनुवंशिक कोड की विकृति के बारे में पढ़ सकते हैं.

वास्तव में, जैविक विकास के प्रकाश में, स्थिति साइन क्वालिफिकेशन नॉन होने वाली आबादी में बदलाव के लिए भिन्नता का अस्तित्व है। यह भिन्नता दो मुख्य तंत्रों से उत्पन्न होती है: उत्परिवर्तन और पुनर्संयोजन.

इस प्रकार, डार्विनियन विकासवाद के संदर्भ में, यह आवश्यक है कि जनसंख्या में भिन्नताएँ हों - और इन वेरिएंटों ने एक बड़े जैविक अनुकूलन को जोड़ा है.

कैसे उत्परिवर्तन उत्पन्न होते हैं?

उत्परिवर्तन अनायास उत्पन्न हो सकते हैं या वे प्रेरित हो सकते हैं। नाइट्रोजनस आधारों की आंतरिक रासायनिक अस्थिरता का अनुवाद म्यूटेशन में किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम आवृत्ति पर.

सहज बिंदु उत्परिवर्तन का एक सामान्य कारण डीएनए डबल हेलिक्स में यूरैसिल के लिए साइटोसिन का क्षरण है। इस स्ट्रैंड की प्रतिकृति प्रक्रिया एक उत्परिवर्ती बेटी की ओर ले जाती है, जहां मूल जीसी जोड़ी को एटी जोड़ी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।.

हालांकि डीएनए प्रतिकृति एक ऐसी घटना है जो आश्चर्यजनक सटीकता के साथ होती है, यह अपनी संपूर्णता में सही नहीं है। डीएनए प्रतिकृति में त्रुटियां भी सहज उत्परिवर्तन की उपस्थिति का कारण बनती हैं.

इसके अलावा, कुछ पर्यावरणीय कारकों के लिए एक जीव के प्राकृतिक जोखिम से उत्परिवर्तन की उपस्थिति होती है। इन कारकों में हमारे पास पराबैंगनी विकिरण, आयनकारी विकिरण, विभिन्न रसायन, अन्य हैं.

ये कारक उत्परिवर्तजन हैं। आगे हम इन एजेंटों के वर्गीकरण का वर्णन करेंगे कि वे सेल में कैसे कार्य करते हैं और उनके परिणाम क्या हैं.

उत्परिवर्तजन एजेंटों के प्रकार

आनुवंशिक सामग्री में उत्परिवर्तन का कारण बनने वाले एजेंट प्रकृति में बहुत विविध हैं। सबसे पहले, हम उत्परिवर्तनों के वर्गीकरण का पता लगाएंगे और प्रत्येक प्रकार के उदाहरण देंगे, फिर हम उन विभिन्न तरीकों के बारे में बताएंगे, जिनसे उत्परिवर्तन डीएनए अणु में परिवर्तन उत्पन्न कर सकते हैं.

रासायनिक उत्परिवर्तन

एक रासायनिक प्रकृति के मुटागन्स में रसायनों के निम्नलिखित वर्ग शामिल हैं: एकरडाइन्स, नाइट्रोसामाइन, इपॉक्साइड, अन्य। इन एजेंटों के लिए एक उप-वर्गीकरण है:

अनुरूप आधार

आणविक आधारों के लिए संरचनात्मक समानता वाले अणु में उत्परिवर्तन को प्रेरित करने की क्षमता होती है; l 5-ब्रोमोक्रिल और 2-एमिनोपुरिन सबसे आम हैं.

एजेंट जो आनुवंशिक सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करते हैं

नाइट्रस एसिड, हाइड्रॉक्सिलमाइन और अल्काइलेटिंग एजेंटों की एक श्रृंखला सीधे आधारों में प्रतिक्रिया करती है जो डीएनए बनाती है और प्यूरीन से पाइरीमिडीन और इसके विपरीत में बदल सकती है.

इंटरस्टीशियल एजेंट्स

अक्रिडीन, एथिडियम ब्रोमाइड (आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले) और प्रोफेल्विन जैसे कई अणु हैं, जिनकी एक फ्लैट आणविक संरचना है और डीएनए स्ट्रैंड में प्रवेश करने का प्रबंधन करते हैं.

ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाएं

कोशिका के सामान्य चयापचय में एक माध्यमिक उत्पाद के रूप में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की एक श्रृंखला होती है जो कोशिका संरचनाओं और आनुवंशिक सामग्री को नुकसान पहुंचाती है.

भौतिक उत्परिवर्तन

दूसरे प्रकार के उत्परिवर्तजन एजेंट भौतिक हैं। इस श्रेणी में हमें विभिन्न प्रकार के विकिरण मिलते हैं जो डीएनए को प्रभावित करते हैं.

जैविक उत्परिवर्तन

अंत में, हमारे पास जैविक म्यूटेंट हैं। वे जीव हैं जो विषाणुओं और अन्य सूक्ष्मजीवों में उत्परिवर्तन (गुणसूत्रों के स्तर पर विसंगतियों सहित) को प्रेरित कर सकते हैं.

वे कैसे कार्य करते हैं?: उत्परिवर्तजन के प्रकार उत्परिवर्तजन एजेंटों के कारण होते हैं

उत्परिवर्तजन एजेंटों की उपस्थिति डीएनए के आधारों में परिवर्तन का कारण बनती है। यदि परिणाम में एक ही रासायनिक प्रकृति के एक पिरिमिडीन या पाइरीमिडीन बेस का परिवर्तन शामिल है, तो हम एक संक्रमण के बारे में बात करते हैं.

इसके विपरीत, यदि परिवर्तन विभिन्न प्रकारों के आधारों के बीच होता है (एक पाइरिमिडीन द्वारा प्यूरीन या अन्यथा) हम प्रक्रिया को एक अनुप्रस्थ कहते हैं। निम्न घटनाओं के कारण संक्रमण हो सकता है:

ठिकानों का टॉटोमेराइजेशन

रसायन विज्ञान में, आइसोमर शब्द का उपयोग विभिन्न रासायनिक संरचनाओं को प्रस्तुत करने के एक ही आणविक सूत्र के साथ अणुओं की संपत्ति का वर्णन करने के लिए किया जाता है। टाउटोमर्स आइसोमर्स हैं जो केवल एक कार्यात्मक समूह की स्थिति में उनकी जोड़ी से भिन्न होते हैं, और दो रूपों के बीच एक रासायनिक संतुलन होता है.

एक प्रकार का टोटोमोरिया कीटो-एनोल है, जहां एक हाइड्रोजन का प्रवास होता है और दोनों रूपों के बीच वैकल्पिक होता है। इमिनो से अमीनो फॉर्म के बीच भी बदलाव होते हैं। इसकी रासायनिक संरचना के लिए धन्यवाद, डीएनए के आधार इस घटना का अनुभव करते हैं.

उदाहरण के लिए, एडेनिन को आमतौर पर अमीनो और जोड़े के रूप में पाया जाता है - सामान्य रूप से - थाइमिन के साथ। हालांकि, जब यह अपने इमिनो आइसोमर (बहुत दुर्लभ) में पाया जाता है तो यह एक गलत आधार के साथ जोड़े: साइटोसिन.

अनुरूप आधारों का समावेश

आधारों के सदृश अणुओं का समावेश बेस पेयरिंग पैटर्न के साथ हस्तक्षेप कर सकता है। उदाहरण के लिए, 5-ब्रोमोक्रिल (थाइमिन के बजाय) साइटोसिन की तरह व्यवहार करता है और एक सीजी जोड़ी द्वारा एटी जोड़ी के प्रतिस्थापन की ओर जाता है.

ठिकानों पर सीधी कार्रवाई

कुछ उत्परिवर्तनों की प्रत्यक्ष क्रिया सीधे डीएनए ठिकानों को प्रभावित कर सकती है। उदाहरण के लिए, नाइट्रस एसिड एक ऑक्सीडेटिव बहरापन प्रतिक्रिया के माध्यम से एडेनिन को एक समान अणु, हाइपोक्सानथिन में परिवर्तित करता है। यह नया अणु जोड़े साइटोसिन के साथ (और थाइमिन के साथ नहीं, जैसा कि आम तौर पर एडेनिन होता है).

परिवर्तन साइटोसिन पर भी हो सकता है, और विचलन के परिणामस्वरूप, यूरैसिल प्राप्त होता है। डीएनए में एकल आधार के प्रतिस्थापन का पेप्टाइड अनुक्रम के प्रतिलेखन और अनुवाद की प्रक्रियाओं पर सीधा परिणाम है.

एक स्टॉप कोडन अग्रिम में दिखाई दे सकता है, और अनुवाद समय से पहले रुक जाता है, जिससे प्रोटीन प्रभावित होता है.

आधारों को जोड़ना या हटाना

कुछ उत्परिवर्तजन जैसे कि इंटरलाकेटिंग एजेंट (अन्य के बीच में एक्रिडिन) और पराबैंगनी विकिरण में न्यूक्लियोटेट श्रृंखला को संशोधित करने की क्षमता होती है.

एजेंटों को इंटरलाकेट करके

जैसा कि उल्लेख किया गया है, इंटरलाकिंग एजेंट फ्लैट अणु हैं, और करने की क्षमता है intercalated (इसलिए इसका नाम) स्ट्रैंड के ठिकानों के बीच, इसे विकृत करना.

प्रतिकृति के समय, अणु में यह विकृति विलोपन (यानी, हानि) या आधारों को सम्मिलित करती है। जब डीएनए बेस खो देता है या नए जोड़े जाते हैं, तो ओपन रीडिंग फ्रेम प्रभावित होता है.

याद रखें कि आनुवंशिक कोड में तीन न्यूक्लियोटाइड का पढ़ना शामिल है जो एक अमीनो एसिड के लिए कोड है। यदि हम न्यूक्लियोटाइड जोड़ते हैं या निकालते हैं (एक संख्या में जो 3 नहीं है) सभी डीएनए रीडिंग प्रभावित होंगे, और प्रोटीन बहुत अलग होगा.

इस प्रकार के उत्परिवर्तन को कहा जाता है फ्रेम शिफ्ट या तीनों की संरचना में परिवर्तन.

पराबैंगनी विकिरण

पराबैंगनी विकिरण एक उत्परिवर्तजन एजेंट है, और साधारण सूर्य के प्रकाश का एक सामान्य गैर-आयनीकरण घटक है। हालांकि, उच्चतम उत्परिवर्तजन दर वाला घटक पृथ्वी के वायुमंडल की ओजोन परत द्वारा फंस गया है.

डीएनए अणु विकिरण को अवशोषित करता है और पिरिमिडीन डिमर का निर्माण होता है। यही है, pyrimidine कुर्सियां ​​सहसंयोजक बंधन से बंधी हैं.

डीएनए स्ट्रैंड में आसन्न थाइमिन थाइमिन डिमर बनाने में शामिल हो सकता है। ये संरचनाएं प्रतिकृति प्रक्रिया को भी प्रभावित करती हैं.

कुछ जीवों में, जैसे कि बैक्टीरिया, इन डिमर को रिपोटेटिव एंजाइम की उपस्थिति के लिए धन्यवाद दिया जा सकता है जिसे फोटॉलेज़ कहा जाता है। यह एंजाइम डिमर को दो अलग-अलग आधारों में परिवर्तित करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग करता है.

हालांकि, न्यूक्लियोटाइड एक्सिस की मरम्मत प्रकाश के कारण होने वाली त्रुटियों तक सीमित नहीं है। मरम्मत तंत्र व्यापक है, और विभिन्न कारकों के कारण क्षति की मरम्मत कर सकता है.

जब मनुष्य हमें अत्यधिक सूर्य की ओर उजागर करता है, तो हमारी कोशिकाएं अत्यधिक मात्रा में पराबैंगनी विकिरण प्राप्त करती हैं। परिणाम थाइमिन डिमर्स की पीढ़ी है और त्वचा कैंसर का कारण बन सकता है.

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी। ब्रे, डी।, हॉपकिन, के।, जॉनसन, ए.डी., लुईस, जे।, रफ़, एम।, ... और वाल्टर, पी। (2015). आवश्यक कोशिका जीव विज्ञान. माला विज्ञान.
2. कूपर, जी। एम। और हौसमैन, आर। ई। (2000). सेल: आणविक दृष्टिकोण. सिनाउर एसोसिएट्स.
3. कर्टिस, एच।, और बार्न्स, एन.एस. (1994). जीव विज्ञान के लिए निमंत्रण. मैकमिलन.
4. कार्प, जी। (2009). सेल और आणविक जीव विज्ञान: अवधारणाओं और प्रयोगों. जॉन विले एंड संस.
5. लोदीश, एच।, बर्क, ए।, डेरनेल, जेई, कैसर, सी। ए।, क्रेगर, एम।, स्कॉट, एम.पी., ... और मत्सुदैरा, पी। (2008). आणविक कोशिका जीव विज्ञान. मैकमिलन.
6. गायक, बी।, और कुसमीरेक, जे। टी। (1982)। रासायनिक उत्परिवर्तन. जैव रसायन की वार्षिक समीक्षा, 51(1), 655-691.
7. वायट, डी।, और वायट, जे। जी। (2006). जीव रसायन. एड। पैनामेरिकाना मेडिकल.