Mutagene sind äußere Faktoren, die Mutationen verursachen, indem sie das Erbmaterial in den Zellen verändern. Wie das funktioniert und welche verschiedenen Mutagene es gibt, erklären wir dir hier. Du lernst eher audio-visuell? Kein Problem, wir haben für dich ein anschauliches Video zu dem Thema vorbereitet.
Mutagene * Mutationen, Beispiele und Auswirkungen
Der Begriff Mutagen stammt aus dem lateinischen Wort mutare („verändern“) und dem griechischen Wort gennan („erzeugen“). Mutagene sind also Faktoren, die Veränderungen erzeugen und zwar im Erbmaterial (DNA ) in den Zellen. Diese dauerhaften Veränderungen bezeichnest du als Mutation . Abhängig davon, welcher Abschnitt des Erbguts von einer Mutation betroffen ist, kann das gravierende Folgen für den Zellstoffwechsel und das äußere Erscheinungsbild des Betroffenen bedeuten.
Du unterscheidest zwischen biologischen (z.B. Viren), chemischen (z.B. Stoffe, die die DNA Basen verändern) und physikalischen (z.B. Röntgen – oder UV-Strahlung) Mutagenen.
Mutagene Definition
Mutagene (adj: mutagen) sind Einflussfaktoren, die eine dauerhafte DNA-Schädigung (Mutation) in den Zellen hervorrufen. Beispiele für Mutagene sind Viren, chemische Verbindungen oder Strahlen.
Mutationen (Genmutationen oder Chromosomenaberrationen) entstehen durch eine dauerhafte DNA-Schädigung. Sie kann entweder spontan zum Beispiel während der DNA Replikation entstehen oder aber durch einen Faktor außerhalb der Zelle ausgelöst werden (=induzierte Mutation). Mutagene Stoffe rufen eine solche induzierte Mutation hervor. Das bezeichnest du als Mutagenität. Sie sorgen für eine Zunahme der natürlichen Mutationsrate. Unter einer Mutationsrate verstehst du die Häufigkeit der Mutationen in einer bestimmten Zellteilungsphase.
Bei jedem Organismus kommt es nämlich täglich zu Mutationen. Unser menschliches Genom besteht zum Beispiel aus circa 2,3 Milliarden Basenpaaren. Schätzungsweise entstehen jeden Tag 16.000 DNA Schädigungen. Allerdings können 80 % der Schäden durch zelleigene DNA Reparaturmechanismen behoben werden.
In der Forschung allerdings sind Mutationen ein beliebtes „Werkzeug“, um die Funktionsfähigkeit bestimmter Gene herauszufinden. Das gelingt zum Beispiel, indem die zu untersuchenden Gene durch bestimmte Mutagene ausgeschaltet werden. Dadurch können Forscher dann herausfinden, welche Bedeutung das ausgeschaltete Gen im Organismus besitzt. Sie wissen also jetzt, welche Abläufe nicht mehr stattfinden.
Wie du bereits gelernt hast, kannst du Mutagene in biologische, chemische und physikalische Mutagene einteilen. Zu den biologischen Mutagenen zählen zum Beispiel bestimmte Viren wie HP-Viren, Epstein-Barr-Viren oder HI-Viren (HIV). Sie können Mutationen auslösen, indem sie ihr eigenes Erbgut in das Erbmaterial des betroffenen Organismus einschleusen.
Eine HIV-Infektion kann bei dem Betroffenen zu einer Schwächung des Immunsystems führen. Unbehandelt können dadurch lebensbedrohliche Erkrankungen wie eine Lungenentzündung entstehen.
Machen wir mit den chemischen Mutagenen weiter. Sie sorgen für eine Veränderung der Basenstruktur, ähneln der Struktur der Basen oder schieben sich zwischen zwei benachbarte Basen. Da in der Basenabfolge die genetische Information für die Proteinherstellung festgelegt ist, kann dies zu einer fehlerhaften Proteinproduktion führen.