Arten von Mutationen: Gen- & Chromosomenmutationen

Es gibt zwei Arten von Mutationen: (i) Genmutationen oder Punktmutationen, und (ii) Chromosomenmutationen.

1. Genmutationen:

Eine chemische Veränderung, die in der DNA einer Zelle auftritt, wird als Genmutation oder Punktmutation bezeichnet. Eine solche Mutation kann die Reihenfolge der Nukleotide innerhalb eines Teils des DNA-Moleküls verändern. Diese Änderung verändert die Informationen auf der DNA-Kette und führt zu Unterschieden in den produzierten Proteinen.

Image Courtesy : upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Benzopyrene_DNA_adduct_1JDG.png

Bei der Sichelzellenanämie zum Beispiel verursacht die Mutation eines einzelnen Gens eine leichte Veränderung in der Struktur des Eiweißmoleküls Hämoglobin, und aufgrund dieser leichten Veränderung nimmt die Blutzelle, die das Hämoglobin trägt, eine Sichelform an.

Nach Ansicht vieler Wissenschaftler können die Mutationen auf natürliche Weise durch die Strahlung verursacht werden, die ständig aus dem Kosmos in die Erdatmosphäre eindringt. So entstehen Genmutationen wahrscheinlich, wenn die Geschlechtszellen (Gameten) eines Organismus Röntgen-, Gamma-, kosmischen und ultravioletten Strahlen ausgesetzt sind. Zusätzlich zu dieser Strahlung können bestimmte Chemikalien, sogenannte Mutagene, Nukleotide innerhalb der DNA-Moleküle verändern. Die Details der Mutagene sind wie folgt:

Physikalische Mutagene:

Energetische, durchdringende Strahlungen wie Röntgenstrahlen und ultraviolettes Licht sind starke physikalische Mutagene. Sehr energiereiche Strahlungen können alle Organismen durchdringen und eine große Anzahl verschiedenster Mutationen hervorrufen. Zum Beispiel ist Röntgenstrahlung ein starkes physikalisches Mutagen, das Chromosomen brechen, Desoxyribose oxidieren, Basen deaminieren und dehydroxylieren und Peroxide bilden kann.

Obwohl weniger energiereich als Röntgenstrahlen, ist ultraviolettes Licht ebenfalls ein starkes Mutagen, vor allem weil die Basen der Nukleinsäuren Energie seiner Wellenlängen absorbieren. Während die Energie des UV-Lichts auch Chromosomen brechen kann, ist seine chemische Wirkung auf Basen besonders bedeutsam für die Mutagenese.

Chemische Mutagene:

Chemische Mutagene wie salpetrige Säure, Formaldehyd, Ethylethan, Sulfonat, etc. erzeugen Mutationen durch die Addition oder Subtraktion ganzer Nukleotide. C. Auerbach war die erste, die feststellte, dass Mutationen auch durch bestimmte Chemikalien induziert werden können. Sie machte diese wichtige Entdeckung während des Zweiten Weltkriegs.

Die Chance, dass ein bestimmtes menschliches Gen in einer Generation mutiert, liegt zwischen 1 zu 10.000 bis 1 zu 1.000.000. Da der Mensch mindestens 30.000 Gene hat, ist es wahrscheinlich, dass jeder Mensch mindestens eine Mutation trägt.

2. Chromosomale Abberationen (Chromosomenmutationen):

Eine weitere Möglichkeit, die genetischen Eigenschaften eines Organismus zu verändern, sind Veränderungen, die ganze Chromosomen oder Teile von Chromosomen betreffen. Strukturelle Veränderungen der Chromosomen werden auch durch Strahlung, Chemikalien und sogar durch einige Virusinfektionen verursacht.

Veränderungen in der Struktur der Chromosomen treten bei der Zellteilung auf. Wenn sich homologe Chromosomen paaren, können verbundene Gene auf den Chromosomen auseinanderbrechen. Die Gene können sich mit einem anderen Chromosom verbinden oder sie können verloren gehen.

Eine Deletion ist also der Verlust eines Chromosomenstücks. Wenn ein Chromosom bricht und die Teile nicht wieder zusammengefügt werden, können die Stücke verloren gehen. Dies ist die schwerwiegendste Art der Chromosomenmutation. Hier sind Teile der genetischen Information für die Nachkommen nicht verfügbar.

Duplikation tritt auf, wenn ein zusätzliches, aber identisches Stück Chromosom zum normalen Chromosom hinzugefügt wird.

Bei einer Inversion brechen die Teile des Chromosoms auseinander und Teile fügen sich in einer anderen Reihenfolge wieder zusammen. Normalerweise haben Inversionen keine schädlichen Auswirkungen auf die Nachkommen.

Durch die Mutagene werden zwei Arten von Mutationen sichtbar und letal. Die Mutationen befinden sich entweder auf den Geschlechtschromosomen oder auf den Autosomen.