בביולוגיה, מוטגן (Mutagen; מלטינית: מקור השינוי) הוא חומר או גורם פיזיקלי שמשנה את המידע הגנטי, בדרך כלל DNA. שינוי כזה נקרא מוטציה ומעלה את תדירות המוטציות מעבר לרמה הטבעית. כיוון שמוטציות רבות עלולות ליצור סרטן, מוטגנים רבים הם גם קרצינוגנים. לא כל המוטציות נגרמות על ידי מוטגנים; יש גם מוטציות ספונטניות שנגרמות מטעות בהכפלת ה‑DNA, בתיקונו או בשחלוף הרצפים.
מוטציות יכולות לשנות את רצף חומצות הגרעין בדרכים שונות: החלפת זוג בסיסים, החדרה או החסרה של נוקלאוטידים (אותיות ה‑DNA). רבות מהן מזיקות או גורמות למחלה, אך חלק מהשינויים קטנים ואינם משפיעים משמעותית. לעיתים המוטציה אינה נראית כלל, כי היא קרתה בחלק לא מקודד של ה‑DNA (אינטרונים) או כי היא שינתה את הקודון מבלי לשנות את חומצת האמינו החיונית (שינוי סינונימי).
הצטברות מוטציות אקראיות באוכלוסייה נקראת סחף גנטי. סחף משמש כשעון מולקולרי: ככל שיש יותר הבדלים ברצפי נוקלאוטידים בין שני אורגניזמים, כך עבר זמן רב יותר מאז שנפרדו מהאב הקדמון המשותף שלהם. הערכות לשיעורי מוטציה נעשו עבור בקטריות כמו E.coli וגם לאיקריוטים. הוערך שבמקרים אלה קורה שינוי של כ‑1 לכל 10^10 נוקלאוטידים שעובר לדורות הבאים.
ב־1920 הרמן מולר גילה בניסויים בזבובי פירות (דרוזופילה) שקרני רנטגן גורמות לפגמים ולמוטציות בחומר התורשתי.
מוטגנים הם בדרך כלל תרכובות כימיות או פולטי קרינה מייננת. ניתן לחלק אותם לפי האופן שבו הם משפיעים על הכפלת ה‑DNA:
1) אנלוגים לבסיס, מולקולות הדומות לנוקלאוטידים ונכנסות לגדיל ה‑DNA במהלך ההכפלה במקום הבסיסים הרגילים.
2) חומרים הגורמים לשינויים מבניים ב‑DNA, שגורמים להעתקות שגויות בהכפלה.
3) מוטגנים הפועלים בעקיפין על ידי עידוד תא לייצר כימיקלים בעלי השפעה מוטגנית דומה.
מבחן איימס הוא שיטה נפוצה לבדוק אם חומר הוא מוטגן.
אנלוג לבסיס הוא כימיקל שיכול להחליף נוקלאוטיד ב‑DNA. דוגמה מוכרת היא 5‑ברומו‑אורציל (5BU), שמצוי בנוקלאוטיד המוטגני BrdU. כש־5BU משתלב ב‑DNA הוא מזווג לעתים עם אדנין. אך הוא יכול לעבור איזומריזציה (שינוי צורה כימית) ולזווג עם גואנין. אם זה קורה בזמן הכפלת ה‑DNA, התוצאה תהיה החלפה של זוג בסיסים ובכך מוטציית החלפה.
יש עוד כימיקלים ופגיעות קרינה שמשמשים כדוגמאות למוטגנים ומוערכים באמצעות ניסויים כמו מבחן איימס.
מוטגן הוא משהו שמשנה את ה‑DNA. DNA הוא ה"ספר הוראות" שבתא. שינוי ב‑DNA נקרא מוטציה. מוטגנים מעלים את הסיכוי לשינויים כאלה. חלק מהשינויים עלולים לגרום למחלה, לכן מוטגנים יכולים להיות מסוכנים.
מוטציה יכולה לשנות אותיות ב‑DNA. השינוי יכול להיות החלפה של אות, הוספה או הסרה של אות. רבות מהמוטציות פוגעות, אבל חלק קטן לא נראה כלל. זה קורה אם השינוי בחלק שלא נותן הוראות או לא משנה את התוצאה.
בסחף גנטי מצטברים שינויים ב‑DNA באוכלוסייה לאורך זמן. מדענים משתמשים בזה כשעון כדי לשער כמה זמן עבר מאז שיצא מהם אב קדמון משותף.
ב־1920 הרמן מולר גילה שקרני רנטגן יוצרות מוטציות בזבובי פירות. זה עזר להבין שמקורות חיצוניים יכולים לשנות את ה‑DNA.
מוטגנים הם לעתים קרובות חומרים כימיים או קרינה. הם יכולים להחליף אותיות ב‑DNA, לפגוע במבנה שלו, או לגרום לתא לייצר חומרים שמשנים את ה‑DNA. יש בדיקות, כמו מבחן איימס, שבודקות אם חומר הוא מוטגן.
אנלוג לבסיס הוא חומר שנראה כמו אות ב‑DNA. דוגמה היא 5‑ברומו‑אורציל. הוא יכול להיכנס למקום של אות ב‑DNA ולגרום לשינוי כשמעתיקים את ה‑DNA.
יש חומרים וקרינות נוספות שיכולות להיות מוטגנים. מדענים בודקים חומרים אלה כדי להבין את הסכנות.
תגובות גולשים