Mutagenese

Mutagenese, Auslösung von Mutationen durch innere Ursachen (z.B. fehlerhaft arbeitende DNA-Polymerase, Transposons, Retroviren), Umweltfaktoren (v.a. Strahlung und verschiedene Chemikalien) oder durch Methoden der Gentechnik. Ultraviolettes Licht wirkt bei ca. 260 nm Wellenlänge am stärksten mutagen. Dabei werden v.a. Pyrimidindimere erzeugt, die die DNA-Synthese blockieren. Die mutagene Wirkung von UV-Strahlen ist bei Mikroorganismen besonders ausgeprägt, bei höheren Organismen ist im wesentlichen nur die Haut betroffen. Ionisierende Strahlen (α-, β-, γ- und Röntgenstrahlen) können z.B. Purine und Pyrimidine zerstören oder zu Strangbrüchen führen. Die Mutationsrate ist weitgehend von der Strahlendosis abhängig. Zahlreiche chemische Substanzen wirken mutagen, so z.B. Basenanaloga, die bei der Replikation anstelle der richtigen Basen eingebaut werden können. So tritt z.B. 5-Bromuracil leicht an die Stelle von Thymin und paart mit Adenin bzw. in seiner Enolform mit Guanin, das sich dann bei der nächsten Replikation mit Cytosin paart. Nitrit verändert Adenin, Guanin und Cytosin durch Desaminierung zu Hypoxanthin, Xanthin und Uracil. Hypoxanthin und Xanthin verhalten sich wie Guanin und paaren mit Cytosin. Colchicin, das Gift der Herbstzeitlose, führt zu Ploidiemutationen. Zahlreiche Pflanzen-

schutzmittel oder Arzneimittel wirken potentiell mutagen. Bei hohen Temperaturen werden Purine aus der DNA freigesetzt.