[简答题]扼要说明亚硝酸、甲基磺酸乙脂(EMS)和紫外线的诱变机理。

参考答案: 1．亚硝酸引起的氧化脱氨反应。凡是含有NH₂基的碱基(A、G、C)都可以被亚硝酸作用产生氧化脱氨反应，使氨基变为酮基，然后改变配对性质，造成碱基转换突变。它与碱基类似物的突变机制相似，差别只在于碱基类似物是在DNA复制时由外界渗入，而亚硝酸是氧化DNA链上已有的碱基。但是它们同样需要两轮复制才能产生稳定的突变。在亚硝酸作用下，胞嘧啶可以变为尿嘧啶，复制后可引起G·C→A·T转换；腺瞟呤可以变为次黄嘌呤(hypoxanthine)，复制后可引起A·T→G·C的转换；鸟嘌呤可以变为黄嘌呤(xanthine)，它仍旧与C配对，因此不引起突变。尿嘧啶和次黄嘌呤都可以为各自的糖基酶修复系统所修复，如果当修复系统还未来得及修复时DNA就开始复制，前二者则导致突变。
2．甲基磺酸乙脂(EMS)为一种烷化剂，它主要引起碱基烷基化。烷基化位点主要在鸟嘌呤的N-7位上和腺嘌呤N-3位上，在腺嘌呤的N-7位有时也可以烷基化。由于鸟嘌呤上N-7的烷基化，使之成为带一个正电荷的季铵基团，这个季铵基团产生两个效应：一是促进第1位氨基上氢的解离，使G不再与C配对而是与T配对，从而造成G·C→A·T转换。二是当N-7成为季铵基团后，减弱了N-9位上的N-糖苷键，而产生了去嘌呤作用。大部分的无嘌呤位点都可以被无嘌呤内切酶系统所修复，但是有时复制在修复之前进行，则在无碱基的位置上可以插入任何一个碱基。在第二轮复制以后，原来的G·C对可以变为任何碱基对G·C、C·G、A·T、T·A。既有转换，又有颠换。用较低的pH或较高的温度或二者结合去处理噬菌体DNA，则可产生去嘌呤作用。这样处理过的噬菌体DNA在复制时可产生大量的颠换突变，这与烷化剂的作用机制是一致的。
3．紫外线照射DNA时由于高能粒子的直接作用和自由基的间接作用，引起DNA分子的各种损伤，嘧啶二聚体是其中一种重要的损伤。这些损伤，诱发了错误的SOS修复系统，从而导致很高的突变率。
紫外线引起突变包括各种形式的转换和颠换。突变不是完全随机的，G·C→A·T转换最多，而且有某种序列优先性，如C处在TCA序列中产生的C→T转换率要比在ACA序列中高15倍。除碱基替代突变外，紫外线还能引起缺失、重复和移框突变。这些突变可能是直接作用、间接作用和SOS系统共同作用的结果。