Kidolgozott zh kérdések
Mikrobiológia 2. zh A csoport - 2009. május 12. 1. Mi a legfontosabb különbség a fermentatív és az oxidatív anyagcsere között az ATP képződése szempontjából? Jellemezze röviden, hogy az oxidatív anyagcsere esetében hol és milyen mechanizmussal történik az ATP termelés (prokarióták illetve eukarióták esetében)! – 6pont A glükolízis után két lehetőség van a piroszőlősav további lebontására, fermentatív vagy oxidatív anyagcsere. A fermentáció során nem képződik további ATP. Itt az energiát eredményező hidrogén leadása szerves anyagokhoz van kötve, a H-donor és akceptor ugyanannak a szerves molekulának az intermedierje. A folyamat nem gazdaságos, mert a lebontás még sok kémiai energiát tartalmazó, egyszerű molekuláig tart, a CO 2 -nél kevésbé oxidált vegyületek (is) keletkeznek. A sejt lélegzése (=respiráció) során a légkör oxigénje segítségével bontja le a cukrot, ez más néven az oxidatív anyagcsere. Itt a végső H-akceptor a légkör oxigénje, végtermék pedig szén-dioxid és víz. Az oxidatív-reduktív folyamatokban a H és az elektron átvitelét a donorról az akceptorra a NAD koenzim végzi, tehát nagy mennyiségben lesz redukált koenzim (NADH, FADH2). Ezek oxidációja a terminális oxidációban történik, eukariótáknál a mitokondrium belső membránjában, prokariótáknál a plazmamembránban. A
membránban
légzési
elektrontranszportlánc
működik,
ezek
adják
végül
az
elektronokat a légköri oxigénnek (aerob!). Az ATP szintézist a protongradiens hajtja: A kemiozmózis az a folyamat, melynek során az elektrontranszport-lánc tagjai az energiát hordozó protonokat a mitokondrium mátrixából a membránok közötti térbe juttatják. Amikor a protonok visszaáramlanak a mátrixba, energia szabadul fel. Ez a belső membránban ATP szintézisére hasznosul. A mitokondriumba összesen 34 ATP képződik ebben az esetben. Prokariótákban az elektrontranszport lánc a bakteriális plazmamembránon lokalizált és a proton pumpát végző komplexek száma kisebb. 2. Ha
sütőipari
célokra
élesztőgombát
szaporítunk,
milyen
legyen
a
bioreaktorban az oxigén, és milyen legyen a cukor (C- és E-forrás) szintje? Ha viszont alkoholtermelés a célunk, akkor a fentiek közül mit és hogyan célszerű megváltoztatni? Indokolja is meg mindezt! – 6pont
A válaszhoz ismernünk kell a Pasteur-, ill. a Crabtree-effektust. Élesztőgombák fakultatív anaerobok, ami azt jelenti, hogy kétféle lebontó utat használhatnak. Anaerob környezetben, (ill. kevés oxigénkoncentráció esetén) a glükolízis terméke, a piroszőlősav az élesztőgombák által termelt enzimek hatására etanollá és szén-dioxiddá bomlik, kevés energia felszabadulása mellett. Ahogy az oxigénkoncentráció nő, a piroszőlősav képes AcCoA-hoz kapcsolódni, és így bekerülni a citrát-ciklusba, ahol több ATP képződik. Tehát ha sütőipari célra akarjuk szaporítani, oxigén-dús környezetben kell tartanunk a reaktort, szerves szénforrást kell biztosítanunk a táptalajban. Azonban vigyázni kell, mert túl nagy cukorkoncentráció esetében fellép a Crabtreeeffektus: oxigén-dús körülmények között mégis végbemehet az alkoholos erjedés,
ha nagy a cukorkoncentráció, ekkor a glükolízis fluxusa nagyobb, mint az oxidatív anyagcsere fluxusa, sok piroszőlősav és redukált koenzim keletkezik, amit az oxidatív anyagcsere nem tud feldolgozni, ekkor beindul a fermentáció. Tehát ha az alkoholtermelés a célunk, akkor vagy a cukorkoncentrációt kell nagyon megnövelnünk, vagy anaerob körülményeket kell biztosítanunk. 3. Egy folyékony tápközegben a baktériumok koncentrációját kétféleképpen határozzuk meg: -
Tízes alapú hígítási sort készítünk a tápközegből, és a 4. hígítást követően 0,1 ml mintát szélesztünk agarlemezre. Három párhuzamos vizsgálatból a következő számú telep fejlődik ki: 117,123,120
0,1 ml minta: mivel a végén nekünk sejt/ml vagy CFU/ml (Colony Forming Units = telepet képező sejtek, azaz élő sejtek) adatra van szükségünk, ezért sejt/0,1ml miatt itt is még kell 10-zel osztani, ha 1 ml mintát mérnénk be, akkor már nem kéne a 10-es szorzó. Telepszámok: a telepszámoknak ahhoz, hogy értékelni tudjuk 30-300 közé kell esniük.
Ha
két szélesztéses telepszámlálás adatai is meg vannak adva, de az egyiknek a telepei nem esnek ebbe a határba, akkor ott azt el lehet hagyni, ezzel az indoklással, és csak a másik telepszámokból kell számolni. A 3 megadott telepszámot átlagolni kell.
Megoldás:
4. hígítás után 1: 10 000 (10 000-el való szorzás) 0.1 ml minta (10-el való szorzás) 117,123,120 esnek a megfelelő (30-300) tartományba, átlaguk 120 végeredmény: 120 * 10 * 10 000 = 1.2 * 107
-
Mikroszkópos
sejtszámlálást
végzünk
Bürker-kamrát
alkalmazva.
A
fedőlemez négyzetháló osztása 0,1 mm. A mérési területen a fedőlemez és a tárgylemez közti távolság szintén 0,1 mm. Hígítatlan mintában
végezzük a vizsgálatot, és tíz cellában a következő számú sejtet találjuk: 15,16,17,15,16,17,15,16,17,16. Bürker kamra térfogata: négyzetháló osztása*négyzetháló osztása*tárgylemez közti távolság; hígítatlan minta; 10 cellában mért számot átlagolni kell az átlagértéket; osztani kell a térfogattal (sejt/ml); élő+holt sejtek is vannak benne! Megoldás:
térfogat: 0,1*0,1*0,1=0,001mm3=0,001*10^-3cm3=10-6 cm3=10-6 ml átlag: 15,16,17,15,16,17,15,16,17,16 → 16 16sejt/ 10-6 ml=16*1 106 sejt/ml=1,6*107 sejt/ml Mekkora a tápközegben a teljes sejtkoncentráció (sejt/pl)? Mekkora az élő sejtek aránya? A számítás menete felírandó! – 8pont
Szélesztéses telepszámlálással a fent leírt módon ki lehet számolni az élő sejtek számát, mikroszkópos telepszámlálással pedig az élő és holt sejtek számát összesen. Az élő és hol sejtek aránya a két eredményből következik. 4. Miért
sejtméreg
ismertesse
..?..
a
molekuláris
aerob
oxigén?
mikroorganizmusok
Egyszerűsített
egyenletekkel
a
oxigén
molekuláris
káros
hatásaival szemben ..?.. fémionjat is! - 6pont A molekuláris oxigén önmaga nem nagyon reakcióképes, de az oxigénanyagcserefolyamatok megváltozásával, melynek során a heterolitikus (két elektron átvitelével járó) folyamatok helyett megnövekszik a homolitikus (egy elektron átvitelével járó) folyamatok mennyisége, és emiatt ún. szabad gyökök keletkeznek, mint a szuperoxid (•O2–) és a hidroxil gyök (•OH), amelyek párosítatlan (extra) elektronnal rendelkeznek, részben olyan molekulák, amelyek reakcióik során szabad gyök képzésére képesek, mint pl. a hidrogén-peroxid (H2O2). Ezek a gyökök és molekulák a molekuláris oxigénből sorozatos redukcióval keletkeznek:
Tehát az elektronszerkezet megváltozása miatt rendkívül reakcióképessé vált. Az élő sejtekben a szuperoxid (•O 2–) sav–bázis egyensúlyt alkot protonált formájával, a hidroperoxil gyökkel (•O2H),
ez utóbbi forma lipofil, könnyebben behatol a membránok lipid kettősrétegébe, és így képes a káros lipid-peroxidáció előidézésére, ill. egyéb sejtalkotók belsejének elpusztítására, ez ellen a sejtnek védekeznie kell. Az alábbi reakció általában a szuperoxid-dizmutáz enzim katalizációja segítségével játszódik le. A szuperoxid (•O2–) keletkezését jelentős mennyiségű hidrogén-peroxid (H2O2) keletkezése kíséri:
A szuperoxid-dizmutáz (SOD) fémtartalmú enzim. A növényvilágban három alapvető formáját azonosították. Attól függően, hogy milyen fémet tartalmaz és hol fordul elő, megkülönböztetünk Cu/Zn-SOD-t, Mn-SOD-t, Fe-SOD-t. A hidrogén-peroxid aránylag stabil vegyület, spontán, vagy kataláz segítségével átalakulhat vízzé és molekuláris oxigénné. A hidrogén-peroxid (H2O2) közvetlen oxidálására képes néhány átmeneti fém, ilyen a Fe2+ és a Cu2+ is. 5. Mikor nevezünk egy táptalajt szelektívnek, és mikor defernciálónak? Milyen módon szelektál ill. diferenciál a ...agar? (6pont) Szelektív táptalaj: a benne lévő anyagok bizonyos baktériumok növekedését teszik csak lehetővé. Differenciáló táptalaj: indikátort tartalmaz, amely látható, könnyen detektálható változást okoz a táptalajon növő telepeken. Az agartartalmú szilárd tápközeg felületén tenyészthetünk baktériumokat. Az agar tengeri algából kinyert poliszacharid, a sejtfaluk struktúrkomponense. Az olyan sejtek, vad típusú baktériumok, amelyek az összes aminosavat és vitamint képesek előállítani a prototrófok. Azok a mutánsok, amik nem képesek egy vagy több anyag előállítására az auxotrófok. Szelektálhatunk prototrófokra, ha olyan táptalajon tenyésztjük őket, amiben nincs valamilyen anyag, pl triptofán. A trp+ sejtek képesek növekedni, osztódni, telepeket képezni, a trp- sejtek azonban nem, mert nem tudja önmaga előállítani a triptofánt. Ez történhet fordítva is, ha olyan táptalajt biztosítunk, amiben csak a mutánsok fognak tudni
szaporodni
antibiotikumot
(pl.
antibiotikum
tartalmazó
rezisztens
táptalajon,
csak
a
baktériumok
izolálása
rezisztensek
lesznek
az
adott
képesek
a
telepképzésre.) Amikor nincs lehetőségünk közvetlen szelekcióra, olyan közegben kell tenyésztenünk a mutagén kezelt sejtek tömegét, ahol mind a vad, mind a mutáns formák telepet tudnak képezni, de a mutáns fenotípus elkülöníthető a vad fenotípustól. Az itt alkalmazott
módszer a replikateszt, mely alkalmas egy auxotróf, pl trp- vonal izolálására. Ilyenkor a teljes vizsgálandó populációt egy Perti-csészében, komplett táptalajra szélesztjük, ahol mind az auxotróf, mind a prototróf forma képes szaporodni. A bársonnyal borított replikatuskót ennek a felszínéhez érintjük, mindegyik telepből sejtek tapadnak a bársony felszínére, és így az eredeti pozíciójukban átvihetők egy replikatalajra, amiben nincs triptofán, így itt a trp- telepek nem képesek növekedni, az auxotróf telepeket az eredeti táptalajból kiválaszthatjuk. 6. Egy haploid mikroorganizmus hisztidin szintéziséért felelős génjének elején, kódoló szakaszon a következő mutáció történik: eredeti DNS: ...CCAATCGATCGAAAGGATTA... mutáns DNS: ...CCAACGATCGAAAGGATTAC... Nevezze meg a mutáció és a mutáns típusát, és ismertesse a mutáció fenotípusos hatásait! Nevezze meg azt a módszert amivel vad típusú és mutáns sejteket egymástól el lehet különíteni. Milyen táptalajokat kell használi az eljárás során és milyen sorrendben? – 8pont
Mikrobiológia 2. pótzárthelyi - 2008. 05. 22. 1. Hogyan
állítják
elő
az
ATP-t
és
a
redukált
koenzimeket
a
bíbor
nemkénbaktériumok, és hogyan a nitrifikáló baktériumok? Melyiknek milyen az anyagcseretípusa a C- és E-forrása szerint? (6 p.) A bíbor nemkénbaktériumok sötétben, szerves anyagok és oxigén jelenlétében heterotróf
anyagcserét
folytatnak,
szerves
vegyületeket
égetnek
el.
Anaerob
körülmények között, de fény hatására viszont ciklikus foszforilációval termelnek ATP-t és fordított elketrontranszporttal állítanak elő redukált koenzimeket. A bíbor nemkénbaktériumok a bíbor kénbaktériumokból fejlődtek ki, az átalakulás hajtóereje a redukált szénvegyületektől való függés megszűnése volt. Megjelent a szerves vegyületeket oxidálóktól örökölt flavoprotein, amit az elektrontranszportláncukhoz illesztettek. Ennek segítségével a szerves vegyületek oxidálásából származó elektronokat NAD redukciójára használták A NADH-dehidrogenáz segítségével, ami normális (autotróf) esetben elektron-transzportot katalizál a NADH-tól kiindulva. Itt tehát fordított (reverz) elektrontranszport van, ami energiát igényel. Ezt az energiát a membrán protongradiense szolgáltatja, így megindulhat az elektronok áramlása a NAD felé. Ilyen módon a bíbor kénbaktériumok megszabadultak a redukált kénvegyületektól, és kialakulak a fotoheterotróf anyagcseréjű bíbor nem-kénbaktériumok. Ezek tehát az ATP-t ciklikus fotofoszforilációval, a redukáló erőt, azaz a redukált koenzimeket (redukálószer analógiájára, ő maga oxidálódni tud) fordított elektrontranszporttal állítják elő, ez utóbbinak az elektronforrása szerves vegyület.
A nitrifikáló baktériumok obligát kemoaututróf szervezetek, a folyamatból nyert energiával CO2 -t fixálnak. C forrásuk tehát szervetlen, energiaforrása kémiai
energiából származik. Ezek a szervezetek fordított elektrontranszporttal redukálják a NAD-ot. A redukált szervetlen vegyületek eloxidálásából származó proton-gradiens ATP termelésre fordítódik. Ezeknek a sejteknek csak nagyon alacsony az ATP termelése. 2. Az ecetsav-baktériumok példáján keresztül ismertesse az „aerob erjedés” folyamatát! Milyen típusú anyagcsere ez valójában és miért? (4 p.) Az aerob erjedések igénylik a normális légköri oxigén tenziót, a folyamatok során keletkező nagy mennyiségű redukált koenzimek regenerálásához, visszaoxidálásához van szükség az oxigénre. Úgy is felfogható, mint hiányos oxidáció, a citrát-ciklus defektje miatt a szerves tápanyag C atomjai nem tudnak széndioxiddá oxidálódni, de a koenzimek regenerációja elketrontranszportláncon játszódik le. Ecetsavas erjedés: Ezen erjedésen az etanolnak ecetsavvá történő részleges oxidációját értjük. A szubsztrát etanol dehidrogénezésen megy keresztül, acetaldehid intermedier
jelenik
meg,
a
keletkezett
redukált
koenzimek
az
elketrontranszportláncban oxidálódnak. A keletkezett H-ek kerülhetnek egy másik acetaldehid molekulára, ilyenkor dizmutációval ecetsav és etanol keletkezik. A folyamatot az Acetobacter fajok végzik. 3. Hőmérsékleti optimumuk és tűrésük alapján hogyan csoportosíthatóak a mikroorganizmusok? Miért hat aszimmetrikusan a hőmérséklet a szaporodásra az optimumpont alatt, illetve felett? (6 p.) Pszikofil: alacsony, Topt mindenképpen kisebb mint 20 °C, de inkább 4-6 °C körül van, pl. élő vizekben, hűtőben romlott étel. Mezofil: Topt = 20-40 °C, legáltalánosabb a 37 °C, ilyenek pl. a humán patogének. Termofil: Topt = 40-60 °C, speciális enzimjeik vannak Extrán termofil: Topt > 60 °C A
kémiai,
biokémiai
folyamatok
erősen
hőmérsékletfüggőek.
A
hőmérséklet
növekedésével egy ideig nő ugyan a biokémiai reakciók sebessége, de ezeknek a folyamatoknak a katalizátorai, az enzimek egy bizonyos hőmérsékletnél egyre jobban denaturálódnak, csökken, végül teljesen eltűnik katalitikus képességüket. Ez a pont közel van az optimumhoz, a szaporodási görbe asszimmetriáját okozza.
4. Egy folyékony mintában valamilyen baktérium koncentrációját szélesztést követően agarlemezes telepszámlálással határozunk meg. Tízes alapú hígítási sort készítünk, és a negyedik hígítás után 0,1-0,1 ml mintából kiindulva, három párhuzamosban az alábbi számú telepek fejlődnek ki: 151, 155, 147. Az ötödik hígításból ugyanolyan módon kiindulva, a megfelelő adatok a következők: 13, 9, 17. Számítsa ki az eredeti mintában a baktériumok koncentrációját CFU/ml értékben! (5 p.) [(151+155+147)/3] * 10 * 10 000 = 1.51*107 sejt/ml - az első alkalommal CFU – csak az élő sejtek telepei ???
5. Ismertesse az endospórák szerkezetét és összetételét! Milyen biológiai képződmények az endospórák? Milyen feltételek esetén juthatnak vissza a vegetatív szaporodási ciklusba? (6 p.) Az endospóra bizonyos baktériumok kitartóképlete, általában akkor keletkezik, ha valamely, a növekedéshez szükséges tápanyag elfogy. Első lépésben a megduplázódott genom szeparálódik: membránbetüremkedés, ezzel létrejön az előspóra, majd a membrán betüremkedése folytatódik, két membrán képződik, amely körülveszi az egyik kromoszómát, olyan, mintha az előspórát bekebelezné az anyasejt. Ezt követően a két membrán közé murein rakódik, e réteg neve a kortex, ebben a stádiumban történik a kálcium és a dipikolinsav raktározódik, az előspóra elveszti a nedvességtartalmát, majd a kortexen kívül fehérjeköpeny jön létre. Az anyasejt elpusztul, lítikus enzimek segítségével, az endospóra kiszabadul, és kriptobiotikus állapotban megőrízheti csírázóképességét akár évszázadokon keresztül. Nagyon ellenállő hőnek, mechanikai hatásoknak, fertőtlenítőszerekenk egyaránt, ezt a képességét a kortexben lerakódó kálciumdipikolinátnak,
ill.
a
dehidratáltságának
köszönheti.
Ha
a
körülmények
megfelelőek lesznek, aktiválódnak, kicsíráznak, és újra vegetatív fázisba lépnek.
6. Ismertesse a baktériumok közötti transzformáció mechanizmusát! Mi lehet e folyamat
evolúciós
előnye,
és
ez
hogyan
nyilvánult
meg
a
Griffith-
kísérletben? (6 p.) Három fontosabb mechanizmus létezik a baktériumok információátadására, ez a konjugáció (pílusok, plazmidok), a transzformáció (DNS a külvilágból) és a transzdukció (vírusok közvetítésével). Griffith kísérletében Streptococcus pneumoniae baktériumokat használt, ami az emberben tüdőgyulladást, egerekben vérmérgezést okoz. Ennek két törzse ismert, A S típus sejtjeinek védőburka, tokja volt, ezért sima (smooth) felűletűek. Ezekkel beoltva az egerek elpusztultak, azonban ha ezeket hővel elölték, túlélték. A másik a R (rough) típus, rücskös felszínnel, ezeknek nincs tokjuk, a velük beoltott állatok nem pusztultak el. Negyedik esetben a hővel elült, virulens S változat és élő R keverékével oltották be őket, (melyek külön-külön nem okoztak halált), az egerek szintén elpusztultak, vérükből kimutatható volt a virulens, élő S típus, vagyis az élő R törzs az elölt S valamelyik anyagát felvéve élő S-é alakult, azaz transzformálódott. Ezt az S törzs DNS-e okozta, vagyis a baktériumok képesek voltak a környezetükből idegen, nem élő DNS-t felvenni és azt beépíteni saját genomjukba. Az erre képes sejteket kompetens sejteknek nevezzük, ez a fajta DNS beépülés csak közeli rokonoknál, homológ gének esetében lehetséges. Ennek a mechanizmusnak evolúciós jelensége is van, ha egy kialakult, kedvezőbb tulajdonságot hordozó sejt elpusztul, ez a tulajdonság átkerülhet más, a környezetben található, rokon sejtekbe, így az nem vész kárba. 7. Hogyan jöhetnek létre F+ típusú sejtekből az F' sejtek? Utóbbinak milyen a párosodási típusa, és konjugációjának mi az eredménye? Van-e evolúciós előnye az F' sejtek keletkezésének? (5 p.)
A konjugáció során speciális összeköttetések, ún. szexpílusok jönnek létre a donor és a recipiens sejtek között, ezeken keresztül plazmidok átadása történhet. A szexpílus létesítését a donorban lévő konjugatív plazmid teszi lehetővé, ezt F+ (fertilitási=termékenységi) faktornak is nevezzük. A recipiensen befogadásra alkalmas helyek vannak, ezt a képességet F - faktornak is mondják. Miutána donor cirkuláris DNS-e megkettőződik, az egyik szál átadódik a recipiensnek, ott újra szintetizálódik, ezek a sejtek is képesek lesznek szexpílus fejlesztésére. Itt csak egyfajta donorgének kerülnek át. Vannak azonban Hfr (high frequenncy of recombination = nagy gyakorisággal rekombinálódó) donorok is, melyekben az F+ plazmidnak nem csak akonjugatív, de az integratív tulajdonsága is érvényesülhet, az F-plazmidok integrálódnak a
kromoszómába. Ennek evolúciós jelenősége a horizontális géntranszferben jelenik meg, hiszen a Hfr kromszómában bekövetkező rekombináció során esetenként kihasad az F plazmid a gazda kromoszómájának egy darabjával együtt. A folyamat terméke az úgynevezett F' plazmid, ami tartalmazza a gazda-DNS egy darabját is. Így a gazda génjei egy igen mozgékony elem részévé válnak, amely képes áthelyezni magát egy másik sejtbe, azt új tulajdonsággal ruházva fel. Genetikai kísérletekben ezt a jelenséget kisméretű DNS darabok átvitelére használják. Ezzel az átvitt DNS darabkával az F plazmidnak „memóriája” alakul ki, mindig ugyanahoz a lókuszhoz kapcsolódik vissza, ahol az eredeti Hfr-ben volt. Ez azzal magyarázható, hogy homológ szekvenciák találhatóak a gazda kromoszómájában és a plazmidban, így rekombináció gyors, és mindig ugyanott történik
Mikrobiológia 2. ZH – minta – 2010 (az előzőhez plusz két kérdés) 8. Ismertesse a pontmutációk javítási mechanizmusait (dark és light repair) és hasonlítsa össze működésüket! (6p) Mutáció: a genomban foglalt információ bármely állandó, öröklődő megváltozását nevezzük így. Pontmutáció: egy bázis megváltozását, kicserélődését, elromlását nevezzük így. A DNS replikálása során történik egy próbaolvasás, és a feltárt hibák javítására is sor kerül. Olyan speciális enzimrendszerek alakultak ki az evolúció során, amelyek egyszerre képesek ahibák felkutatására és elháritására. Ha például UV sugárzás károsítja a DNSt, ezt fotoreaktivizáció (= fény indukálta javítás, light repair) javítja. Ennek működéséhez látható fényre van szükség, valamint egy fotoliáz nevű enzimra, ami fény hatására indukálódik. Ez az enzim érzékeli, majd hozzátapad a károsodott részekhez, és megfelelő mennyiségű fény abszorbeálása után elegendő energiához jut, elbontja a káros, rendellenes pirimidin kötéseket, T-dimereket. Különböző enzim rendszerek munkálkodnak azon, hogy eltávolítsák a nem megfelelő bázisokat, s alkalmasokkal helyettesítsék őket. Ezt a mechanizmust kivágásos javításnak nevezzük. Először az enzimek (endonukleáz) a hiba helyén belehasítanak a DNS-be, azon a szálon, ahol a hiba van. A következő enzim (DNS polimeráz) kifoltozza a hibákat, normál H-hidak keletkeznek. Az exonukleáz eltávolítja a hibás bázist, ami már kívül van. A ligáz összeköti a cukorfoszfát vázat, visszaállítja a DNS vázat. Összehasonlítás: egy enzim vs. több enzim; viszonylag kevés károsodás korrigálása vsa hibásan illesztett bázisokat is beméri; egy lépésben vs. több lépésben.
9. Mi a különbség a spontán és az indukált mutáció között? Nevezzen meg az indukált mutáció legjobban ismert kiváltó tényezői közül legalább hármat! (5p) Spontán mutáció a DNS-ben véletlenszerűen bekövetkezett változás, ami a DNSreplikáció hibájából adódik, hibás bázispárosodás történik (okozhatja pl. a bázisok tautomerizációja), vagy lehet természetes (kozmikus) háttérsugárzás eredménye. Mikroorganizmusok populációiban a kis gyakorisággal bekövetkezett spontán mutáció is észlelhetőek, növény és állati populációkban viszont nehéz ezeknek a tettenérése. Az indukált mutációt valamilyen mutagénnel végzett kezelések váltanak ki. Ezek olyan fizikai vagy kémiai ágensek, melyek képesek a DNS-ben replikációs hibákat okozni. •
Alkilezőanyagok:
(pl.
etilénoxid,
formaldehid)
működésük
eredményeképp
pirimidin-purin helyett egy másik pirimidin-purin pár foglalja el a helyet, vagy pirimidin-purin párosodást purin-pirimidin váltja fel. •
Akridinfestékek: hatásuk, hogy a DNS-ben több bázispár is kivágódhat, esetleg maga a festék, egy gyűrűs vegyület beépülhet két komplementek bázispár közé, ezzel a két szál áltávolodik egymástól, mechanikai feszültség léphet fel. Mindez ahhoz vezet, hogy eltolódik a DNS leolvasási kerete (frameshift), megváltoznak a kódszavak határai.
•
Bázisanalógok: a DNS-ben lévő természetes bázisok analógjai, melyek beépülnek a DNS-be valamelyik bázis helyett, majd hibás bázispárosodás révén mutációt okoz.
További mutagének: nitritek, salétromossav, ill. fizikai mutagének; elektromágneses sugárzások
(amik
nagyobbak
a
látható
fénynél),
(veszélyességük a felsorolás sorrendjében csökken.)
pl.
gamma,
UV,
X-röntgen,
