Allgemeine Mikrobiologie

15.3MutationenundDNA-Reparatur 447
dasBasentriplettinderWildtypsequenz.DurchInsertionenundDeletionen
können Leseraster-(engl. frame shift-)Veränderungen entstehen,
wenndabeieinenichtdurchdreiteilbareAnzahlvonNukleotideneingefügt
oder entfernt wird. Insertionen mobiler genetischer Elemente
(Kap.15.5)verursacheneinenweiteren,kleinenAnteilspontanerMutationen.
15.3.2 EntstehungvonMutationen
BeispielefürchemischeVeränderungenvonBasen,dieunternatürlichen
Bedingungen stattfinden und zu Mutationen führen können, sind in
Abbildung 15.3 gezeigt. Cytosin kann spontan hydrolytisch zu Uracil
desaminieren. Da Uracil, wie Thymin, mit Adenin eine Basenpaarung
eingeht,wirdbeiderübernächstenReplikationsrundedasursprüngliche
CytosindurchThyminersetzt.EinderartigerAustauscheinerPyrimidinbasegegeneineanderePyrimidinbasewird,genausowiederAustausch
PuringegenPurin,als Transitionbezeichnet.Dagegenhandeltessich
beieinerTransversionumeinenAustauscheinesPurinsgegeneinPyrimidinoderumgekehrt.
DieRatederDesaminierungvonCytosininDNAwurdeexperimentell
bei verschiedenenpH-Werten und Temperaturen untersucht. Man hat
festgestellt,dassdieHalbwertszeiteinerCytosinbaseunterphysiologischenBedingungen30000JahreindoppelsträngigerDNAbzw.200Jahre
in einzelsträngiger DNA beträgt. Diese Zeitdimensionen mögen lang
erscheinen.Berücksichtigtmanjedoch,dassschondasGenomeinereinzelnenZelleCytosinbasenimMillionenmaßstabenthält,dannwirdoffensichtlich,dassinderspontanenDesaminierungvonCytosineinbeträchtlichesmutagenesPotenzialliegt(Plus15.5).
Abb.15.3 BeispielefürnatürlichauftretendeBasenveränderungen.aHydrolytischeDesaminierungvonCytosin.bDurchOxida-
tionvonGuaninentsteht8-Oxoguanin,dasmitAdeninpaarenkann.cUV-induzierteVerknüpfungvonPyrimidinbasen.DasThymin-
Dimer,dasamhäufigstenentsteht,enthälteinenCyclobutanring.
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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