Lexikon der Ernährung: Mutagene
Mutagene, Emutagens, chemische Agenzien und physikalische Einflüsse, die geeignet sind, in Nucleinsäuren (DNA und RNA) Mutationen auszulösen. Die von M. hervorgerufenen Mutationen werden als induzierte Mutationen bezeichnet. Die meisten M. wirken dadurch, dass sie die Basen der DNA verändern oder selbst in die DNA eingebaut werden. Das Ausmaß mit dem ein M. die Mutationsrate über die spontane Mutationsrate (Mutabilität) hinaus steigert, entspricht seiner Wirksamkeit.
Chemische M. sind 1) Basenanaloga, wie z. B. 5-Bromuracil (BU für die Ketoform bzw. BU* für die Enolform), ein Strukturanaloges des Thymins. Es wird bei der DNA-Replikation anstelle von Thymin in die neu gebildete DNA eingebaut. Hierdurch werden einige A-T-Paare durch A-BU-Paare ersetzt (Basenpaarung). BU zeigt ein anderes Paarungsverhalten als Thymin, da es häufiger als Thymin zur Enolform tautomerisiert. In der Enolform hat BU* das gleiche Paarungsverhalten wie Cytosin. Das führt dazu, dass anstelle eines A-T-Basenpaares bei der Replikation das Basenpaar BU-G gebildet wird, das sich wie das Paar C-G verhält. Dadurch kommt es zu einer Änderung der Basen- bzw. Nucleotidsequenz der DNA (Transition). 2) modifizierende Agenzien (z. B. Dimethylsulfat durch Alkylierung der Basen); 3) interkalierende Stoffe (z. B. Acridinorange) und spindelaktive Stoffe wie das Gift der Herbstzeitlose.
Physikalische M. sind 1) ionisierende Strahlen, die die Bildung reaktiver, freier Radikale bewirken. Diese führen nachfolgend u.a. zu Einzelstrang- oder Doppelstrangbrüchen und Basenverlust der DNA. 2) ultraviolettes Licht besonders im Wellenlängenbereich von 250–260 nm, das eine chemische Veränderung der Nucleotidbasen der DNA, z. B. Bildung von Thymin-Dimeren durch Cycloaddition bewirkt.
Mutagenitätstest;Lebensmittelmutagene.
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