Mutáxeno

En bioloxía, un mutáxeno (en latín, "que orixina cambio") é un axente físico, químico ou biolóxico que altera ou cambia a información xenética (xeralmente ao alterar o ADN) dun organismo e iso incrementa a frecuencia de mutación por riba do nivel natural. Cando un axente orixina numerosas mutacións que causan cancro denomínase axente carcinóxeno ou canceríxeno. Non todas as mutacións son causadas por mutáxenos, xa que hai "mutacións espontáneas", chamadas así debido a que se producen por erros na reparación e a recombinación do ADN.
Aínda que as mutacións adoitan ser prexudiciais, e orixinan doenzas, anormalidades e cancros, hai que salientar que, grazas a elas, xérase biodiversidade e é posible a evolución. Se non fora polas variacións que producen estas alteracións no ADN, non habería variabilidade fenotípica, nin adaptación aos cambios ambientais. Descubrimento da mutaxénese
En 1567, o médico suízo Paracelso suxeriu que unha substancia non identificada en menas de minaría (hoxe identificado como o gas radon) causaba unha doenza debilitante nos mineiros, e en Inglaterra en 1761, John Hill atopou a primeira ligazón directa entre o cancro e substancias químicas ao notar que os que esnifaban tabaco excesivamente podían ter despois cancro nasal.
Na década de 1920, Hermann Müller, descubriu que os raios X, causaban mutacións nas moscas do vinagre (Drosophila melanogaster) que utilizou nos seus estudos de xenética, e que tamén tiñan efectos na constitución xenética dos humanos.
Non se demostrou que os mutáxenos químicos eran causa de mutacións ata a década de 1940, cando Charlotte Auerbach e J. M. Robson atoparon que o gas mostaza podía causar mutacións nas moscas do vinagre. Tipos de axentes mutáxenos
Os axentes mutaxénicos poden clasificarse en: Mutáxenos químicos: son compostos químicos que poden alterar a estrutura do ADN de forma brusca, como por exemplo o ácido nitroso (axente desaminizante), brominas e algúns dos seus compostos.
Mutáxenos físicos: son radiacións que poden alterar a secuencia e estrutura do ADN. Son exemplos a radiación ultravioleta que orixina dímeros de pirimidina (xeralmente de timina), e as radiacións gamma e alfa que son ionizantes. Tamén se consideran axentes físicos os ultrasóns, de 400. 000 vibracións por segundo, que induciron mutacións en Drosophila e nalgunhas plantas superiores, e a centrifugación, que tamén produce variacións cromosómicas estruturais.
Mutáxenos biolóxicos: son aqueles organismos biolóxicos que poden alterar as secuencias do material xenético do seu hóspede; como por exemplo; virus, bacterias e fungos. Outros son os transposóns (fragmentos autónomos de ADN).
Factores que non son axentes mutáxenos pero que determinan se unha mutación terá lugar ou non: temperatura, presión de oxíxeno, envellecemento.
Mutáxenos que resultan de substancias non carcinóxenas metabolizadas, por exemplo, o benzopireno é a substancia resultante do metabolismo do fígado. Mutáxenos químicos
A mutaxénese química descubriuse en 1942 cando Carlota Averbach e J. M. Robson descubriron que a mostaza nitroxenada (un ingrediente dos gases asfixiantes que se utilizaron nas guerras) producía mutacións.
Ao final da segunda guerra mundial coñecíanse de 30 a 40 compostos mutaxénicos. Actualmente[cando? ] hai máis de 6 millóns de substancias químicas dese tipo, das que 500. 000 se utilizan nos procesos de fabricación.
En 1977 creouse a Comisión Internacional para a Protección contra os Mutáxenos e Carcinóxenos Ambientais que se dedica á elaboración de normas de avaliación e de regulamentos sobre o uso e distribución dos axentes químicos mutáxenos.
Pódense clasificar segundo o seu modo de acción en:
Análogos de bases
Estes análogos de bases ou tautómeros teñen similitude estrutural coas bases nitroxenadas. Son compostos como por exemplo o 5-bromouracilo ou a 2-aminopurina, que se incorporan ao ADN que se replica en lugar das bases correspondentes timina e adenina.
Cando un destes análogos de bases se introduce no ADN, a replicación ocorre normalmente, aínda que se poden producir erros de lectura que son o resultado da incorporación de bases erradas na copia de ADN. É dicir, o 5-bromouracilo é un análogo da timina que contén bromo na posición do carbono-5 en vez do grupo CH3 que aparece na timina. A estrutura normal (forma ceto) do 5-BU aparéase coa adenina; porén, o 5-BU pode cambiar con frecuencia á forma enol ou a unha forma ionizada que se aparea coa guanina. Esta última aparéase despois noutra replicación coa súa correspondente citosina. Por tanto, produciuse unha transición de AT a GC.
Axentes que reaccionan co ADN
Son moléculas que reaccionan directamente co ADN, o cal non está replicándose, causando cambios químicos nas bases, o que provoca apareamentos incorrectos. Chámase transición se se pasa dunha base púrica a outra tamén púrica ou dunha pirimidínica a outra pirimidínica; denomínase transversión se unha purina se converte nunha pirimidina. Estes axentes son o ácido nitroso, a hidroxilamina, axentes alquilantes e outros. Os axentes alquilantes, xunto coa luz ultravioleta, son os axentes mutaxénicos máis potentes. Os compostos máis coñecidos son o metanosulfonato de etilo (EMS), metanosulfonato de metilo (MMS), dietil sulfato (DES), etiletanosulfonato, mostaza nitroxenada etc.
O metanosulfonato de etilo (EMS) introduce un metilo na guanina provocando a transición de GC a AT.
O ácido nitroso elimina o grupo amino (desaminación) da adenina e a citosina, convertendo estas bases en hipoxantina (H) e uracilo (U), respectivamente.
A hidroxilamina engade un grupo hidroxilo (OH) ao grupo amino da citosina, facendo que a base sufra un cambio tautomérico.
O etiletanosulfonato e a mostaza nitroxenada poden producir mutacións por adición de grupos metilo ou etilo á guanina, facendo que se comporte como un análogo da adenina e dando lugar a erros de apareamento.
A aflatoxina B1 é un carcinóxeno poderoso que se une á posición N7 da guanina. A formación deste produto dá lugar á rotura do enlace entre a base e o azucre, liberándose a base e o azucre, xerando un sitio apurínico.
Outros axentes potencialmente mutaxénicos que reaccionan co ADN son: hidrocarburos aromáticos policíclicos (poden orixinar adutos do ADN), aminas aromáticas e amidas (por exemplo o 2-acetilaminofluoreno), o bromo e compostos con bromo, a azida de sodio, psoraleno (combinado coa luz ultravioleta), benceno etc.
Axentes intercalantes
Os axentes intercalantes son moléculas planas que se insiren entre dous pares de bases do ADN, separándoas. Durante a replicación, esta conformación anormal pode facer que se produzan insercións ou delecións no ADN, orixinando mutacións por corremento da pauta de lectura. As substancias máis características deste grupo son as acridinas (laranxa de acridina), bromuro de etidio e proflavina.
Os colorantes de acridina actúan inseríndose eles mesmos entre dúas bases púricas veciñas dunha soa febra do ADN.
Reaccións oxidativas
As especies reactivas do oxíxeno (superóxidos, peróxidos e radicais hidroxilo) que se producen durante o metabolismo normal, a radiación, o ozono e certas drogas poden danar o ADN e inducir mutacións provocando cambios químicos no ADN. Por exemplo, a 8-oxi-7, 8 dihidrodesoxiguanina.
Metais
Moitos metais, como o arsénico, cadmio, cromo, níquel e os seus compostos poden ser mutaxénicos, e poden actuar por mecanismos moi diversos. O arsénico, cromo, ferro, e níquel poden ser asociados coa produción de especies reactivas do oxíxeno, e algúns destes poden tamén alterar a fidelidade da replicación do ADN. O níquel pode tamén estar ligado á hipermetilación do ADN e á desacetilación de histonas, mentres que algúns metais como o cobalto, arsénico, níquel e cadmio poden tamén afectar aos procesos de reparación do ADN como a reparación de falta de correspondencias no ADN, e a reparación por excisión de base e por excisión de nucleótidos. Sistemas para a detección de mutáxenos químicos
Hai moitos sistemas que serven para detectar mutáxenos. Os sistemas animais son os que mellor se asemellan ao metabolismo humano, pero as probas con eles son caras e precisan moito tempo (ata tres anos para completarse), polo que non se usan para un primeiro exame de mutaxenicidade ou carcinoxenicidade.
Sistema bacterianos
Test de Ames – Este é o test que se usa máis comunmente, no que se utilizan cepas de Salmonella typhimurium deficientes na biosíntese de histidina. O test busca mutantes que poden reverter ao tipo silvestre ou salvaxe. É un método doado e barato para un exame inicial.
Resistencia á 8-azaguanina en S. typhimurium – Similar ao test de Ames, pero en vez de comprobar se hai mutacións reversas ou retrógradas, comproba se se producen novas mutacións que confiran resistencia á 8-azaguanina nunha cepa que reverte para a histidina.
Sistemas de Escherichia coli – Detectan tanto mutacións novas como reversas en E. coli. Os mutantes deficientes en triptófano utilízanse para a mutación reversa, mentres que a galactosa ou a resistencia á 5-metiltriptófano poden utilizarse para as mutacións novas.
Reparación do ADN – Poden utilizarse cepas de E. coli e Bacillus subtilis deficientes na reparación do ADN para detectar mutáxenos polos seus efectos no crecemento destas células por medio da produción de danos no ADN.
Lévedos
En lévedos desenvolvéronse sistemas similares ao de Ames. A especie xeralmente usada é Saccharomyces cerevisiae. Poden comprobar mutacións novas e reversas e eventos de recombinación.
Drosophila
O test do letal recesivo ligado ao sexo de Drosophila é outra alternativa. Utilízanse os machos de cepas con corpo amarelo. O xene para corpo amarelo está no cromosoma X. A mosca da froita é alimentada cunha dieta na que está o produto químico a comprobar, e a proxenie é separada por sexos. Os machos superviventes crúzanse coas femias da mesma xeración, e se non se detectan machos con corpos amarelos na segunda xeración, indicaría que se produciu unha mutación no cromosoma X presumiblemente por causa do produto químico.
Ensaios en plantas
Plantas como Zea mays (millo), Arabidopsis thaliana e Tradescantia foron utilizadas en varios ensaios para comprobar a mutaxenicidade de produtos químicos.
Ensaios de cultivos celulares
As liñas celulares de mamíferos como as células V79 de hámster chinés, células CHO (de ovario de hámster chinés) ou células de linfoma de rato poden utilizarse para facer tests de mutaxénese. Estes sistemas inclúen o ensaio de HPRT para a resistencia a 8-azaguanina ou 6-tioguanina, e o ensaio de resistencia á ouabaína (OUA).
Poden usarse tamén os hepatocitos primarios de rata para medir a reparación do ADN despois de producirse danos no ADN. Os mutáxenos poden estimular unha síntese de ADN nun momento non normal que dá lugar a un material máis tinguido no núcleo das células despois da exposición a mutáxenos.
Sistemas de comprobación de cromosomas
Estes sistemas comproban se hai cambios a grande escala nos cromosomas e poden utilizarse con cultivos celulares ou en test con animais. Os cromosomas están tinguidos e son observados por se presentan cambios. O intercambio de cromátides irmás é un intercambio simétrico de material cromosómico entre cromátides irmás e pode correlacionarse co potencial mutaxénico ou carcinoxénico dun composto químico. No test de micronúcleos, as células son examinadas para buscar micronúcleos, que son fragmentos ou cromosomas que quedaron abandonados na anafase, e, por tanto, é un test para axentes clastoxénicos que causan roturas de cromosomas. Outros tests poden comprobar se hai diversas aberracións cromosómicas, como ocos e delecións nas cromátides ou cromosomas, translocacións e ploidía.
Sistemas de tests en animais
Xeralmente nestes tests utilízanse roedores. Os compostos químicos que van ser comprobados adminístranse normalmente coa comida e a bebida, pero ás veces aplícanse na pel, ou por un tubo de alimentación ou por inhalación e isto lévase a cabo durante a maior parte da vida do roedor. Nos tests que comproban carcinóxenos, determínanse primeiro as doses máximas toleradas, despois dase un rango de doses a arredor de 50 animais durante o período teórico de vida do animal, que é dous anos. Despois da morte dos animais, estes son examinados buscando signos de tumores. Porén, as diferenzas no metabolismo entre a rata e os humanos implican que os humanos poden non responder exactamente da mesma maneira aos mutáxenos, e as doses que producen tumores no test animal poden ser enormemente altas para un humano, é dicir a cantidade equivalente requirida para producir tumores nos humanos pode exceder en moito a que unha persoa estaría exposta na vida real.
Os ratos con mutacións recesivas para un fenotipo visible poden tamén utilizarse para comprobar mutáxenos. As femias con mutacións recesivas cruzadas con machos de tipo salvaxe terían o mesmo fenotipo que o tipo salvaxe, e calquera cambio observable no fenotipo indicaría que ocorreu unha mutación inducida polo mutáxeno.
Os ratos poden tamén utilizarse para ensaios letais dominantes nos que se monitorizan as mortes embrionarias temperás. Os ratos macho trátanse cos compostos químicos que se queren comprobar, aparéanse con femias, e as femias son despois sacrificadas antes de parir e cóntanse as mortes dos fetos iniciais nos seus cornos uterinos.
O ensaio de rato transxénico utiliza unha cepa de rato infectada cun vector lanzadeira viral. Os animais son tratados primeiro con produtos sospeitosos de ser mutáxenos, o ADN do rato é despois illado e o segmento do fago recuperdo é utilizado para infectar á bacteria E. coli. Usando un método similar ao exame azul ou branco (o que utiliza os xenes lacZ e X-gal), a placa formada co ADN que contén a mutación é branca e a que non a ten é azul. Mutáxenos físicos
Radiación
A radiación é un proceso físico mediante o cal a enerxía viaxa polo espazo.
Hai dúas formas principais desta enerxía: electromagnética (descrita como ondas de enerxía, como os raios gamma, raios X, radiación ultravioleta), e corpuscular (átomos e patrtículas subatómicas que se moven a grandes velocidades, como as partículas alfa e beta).
Ambas as dúas coñécense como radicacións ionizantes, porque producen ións que reaccionan física e quimicamente ao poñerse en contacto coas moléculas biolóxicas.
Pero non todas as formas mutaxénicas da radiación producen ións. A luz ultravioleta é un potente mutáxeno con menos enerxía que a radiación ionizante.
As lonxitudes de onda con baixa frecuencia teñen pouca enerxía mentres que as lonxitudes de onda de alta frecuencia teñen moita enerxía.
Axentes Mutáxenos Físicos: Aquí inclúense as radiacións atómicas, raios X, que producen esterilidade en plantas, animais e no home. Tamén afectan aos tecidos como ósos, nervios, músculos, fígado, ril etc.
Medidas da radiación
Dosimetría: é o método para medir a radiación. En bioloxía as unidades que se adoitan utilizar son: roentgen, rad, rem, gray e sievert.
A exposición habitual en países desenvolvidos é de 2 a 3 milisieverts na poboación xeral.
Fontes da radiación
O simple feito de estarmos vivos exponnos a radiacións que poden causar mutación.
Estamos expostos constantemente ás radiacións, como son: Radiacións ambientais, proceden de fontes naturais da radiación como os raios cósmicos, a luz solar e os minerais radioactivos da codia terrestre como o torio e o uranio, e o gas radon.
Radiacións producidas polo ser humano, como as usadas en exploracións médicas. Poden obterse raios X producidos cunha máquina (radiografías, TACs), ou producidas en laboratorios de investigación, centrais nucleares nas que poden xerarse raios alfa, beta e gamma de fontes radioactivas como o radio e o cobalto-90 e nalgunhas plantas de manufactura. Moitos produtos de consumo producen radiación e poden ser un factor de exposición á mesma, como aparatos de televisión, detectores de fume, os reloxos de esfera luminosa. Tamén as radiacións ionizantes que se utilizan para romper a dormencia das sementes, para inhibir que grelen as patacas durante a súa almacenaxe, para eliminar parasitos e para esterilizar alimentos de consumo humano. Porén, as contribucións do uso médico dos raios X e os riscos de irradiación no traballo son comparativamente menores á exposición natural. Outra fonte de radiación foron as bombas atómicas e de hidróxeno.
Efecto biolóxico da radiación
Os efectos biolóxicos da radiación consisten en alteracións a diversos niveis de organización, como son as moléculas, os orgánulos e as células.
Radiación ionizante
Reaccións oxidativas: Son radiacións de pequena lonxitude de onda e son, por tanto, máis enerxéticas, o que supón que sexan máis "penetrantes".
É o principal mecanismo polo que as radiacións interaccionan coa materia orgánica en xeral, e co ADN en particular.
No proceso de penetración esta radiación de alta enerxía produce ións, porque ao chocar cos átomos fai que estes liberen electróns e estes electróns á súa vez chocan con outros átomos, liberándose novos electróns. O cambio do número de electróns transforma un átomo nun estado reactivo iónico.
Como o 80% da célula é auga, a radiación ionizante adoita xerar radicais libres, en forma de hidróxeno ou de radicais hidroxilo (OH) ionizados, derivados ambos os dous da auga.
Estes radicais reaccionan con outras moléculas da súa mesma clase para formar peróxido de hidróxeno (H2O2), cuxas moléculas teñen gran poder de reacción e pode destruír a estrutura das proteínas e do ADN.
A lesión producida pola radiación induce trastornos no funcionamento dos procesos metabólicos celulares e causa a morte da célula.
Danos cromosómicos:
Dependendo do momento da división no que se irradien as células, unha aberración cromosómica pode incluír unha ou dúas cromátides. Exemplo: a) a irradiación en interfase, antes de que comece a síntese de ADN, normalmente dá lugar a roturas que máis tarde aparecen como se se tivesen producido cando o ADN aínda non se replicara (roturas cromosómicas). b) as roturas producidas no período de interfase despois de comezar a síntese do ADN normalmente aparecen separadamente en cada unha das dúas cromátides dun cromosoma (rotura de cromátides).
Suxeriuse que a irradiación, en lugar de roturas físicas únicas, ocasiona “lesións” cromosómicas que logo estimulan intercambios entre partes do mesmo cromosoma ou de diferentes cromosomas, dando lugar, á súa vez, a delecións, translocacións e outras aberracións cromosómicas. Polo tanto, as cromátides dun cromosoma irradiado poden solaparse nun punto onde coinciden dúas lesións, dando lugar a intercambios completos ou incompletos.
Se o intercambio é completo, non se observa un dano morfolóxico aparente, xa que hai unha transferencia simétrica de material cromosómico entre as cromátides irmás. Tales intercambios poden detectarse mediante técnicas de tinguidura diferencial.
Os intercambios incompletos dan lugar á perda de material nunha ou nas dúas cromátides. De igual maneira, os intercambios inducidos por raios X poden dar lugar a inversións ou a translocacións, aínda que neste último caso debería ocorrer entre cromátides non homólogas. A radiación pode producir aneuploidía por perda de cromosomas.
Radiación non ionizante
Radiación ultravioleta: A radiación ultravioleta pode dar lugar tamén a aberracións cromosómicas, o seu efecto é considerablemente máis suave do que o dos raios X debido a que son moito menos penetrantes e non dan lugar a unha traxectoria de ións e, por tanto, foi utilizada principalmente para estudar mutacións puntuais.
Tendo unha lonxitude de onda demasiado longa como para producir ións, a radiación UV parece actuar afectando tan só a aqueles compostos que a absorben directamente. Na célula, a absorción directa dos raios UV está principalmente restrinxida a compostos orgánicos con estruturas en forma de anel, tales como os nucleótidos, e a citosina e a timina son as bases que absorben especialmente as lonxitudes de onda UV. O mecanismo polo que se produce a mutación é o seguiente: a radiación UV provoca a inserción dunha molécula de auga no dobre enlace C-C. Tamén rompen os dobres enlaces de timina polo que as bases de timina poden conectarse para formar un dímero.
Esta íntima relación entre a radiación UV e os compoñentes do ADN tamén aparece ao comparar o espectro de absorción da radiación UV do ADN e as taxas de mutación ocasionadas polas lonxitudes de onda UV.
Estudos in vitro indican que a formación de dímeros de timina pode ser o principal efecto mutaxénico producido polos raios UV. Tales dímeros distorsionan a hélice de ADN e impiden a súa replicación, e como resultado a célula non se divide e pode morrer.
Tamén é posible unha acción indirecta da radiación UV porque pode actuar sobre varios precursores do ADN e sobre encimas, que á súa vez afectan á mutación. Este proceso pode evitarse por fotorreactivación, é dicir, expoñendo as células a radiacións de lonxitudes de onda do espectro azul. Mutáxenos biolóxicos
As posibles fontes de mutáxenos biolóxicos poden ser todos os preparados de natureza biolóxica utilizados en medicina profiláctica ou terapéutica tales como vacinas, antitoxinas, sangue, soro e antíxenos. Os mutáxenos biolóxicos potenciais poden ser microorganismos, especialmente virus, e algúns axentes químicos biolóxicos. No caso dos virus demostrouse que poden producir anomalías cromosómicas, desde a simple rotura, á pulverización dos cromosomas, polo cal a vacinación con virus viables pode implicar un risco potencial. A contaminación viral como consecuencia das transfusións, como é o caso da hepatite produce roturas cromosómicas tanto no sangue coma na medula ósea de pacientes afectados de hepatite. Os virus máis perigosos son os que se insiren no xenoma e alteran algunha función xenética. Xa en 1908 se suxeriu que os axentes infecciosos podían orixinar cancro en traballos de Vilhelm Ellermann e Oluf Bang, e en 1911 Peyton Rous descubriu o virus do sarcoma de Rous.
As moléculas de ADN recombinante teñen un risco potencial debido principalmente a que, dado que moitos tipos de ADN de células animais conteñen secuencias comúns coas de virus tumorais, o engadir ADN de orixe animal a estes novos sistemas de replicación ou clonación do ADN podería significar a proliferación incontrolada dunha información xenética canceríxena.
Os transposóns, que son seccións de ADN que sofren unha multiplicación e recolocación de fragmentos autónoma, son potencialmente mutaxénicos. A súa inserción no ADN cromosómico altera elementos funcionais dos xenes.
Algunhas bacterias, como Helicobacter pylori causan inflamación durante a cal se producen especies oxidativas, que causan danos no ADN e reducen a eficiencia dos sistemas de reparación do ADN, o que incrementa a posibilidade de que se produzan mutacións. Efectos das mutacións
Os cambios nunha secuencia de ácido nucleico debido a unha mutación supoñen a substitución de nucleótidos e insercións ou omisións dun ou máis nucleótidos dentro da secuencia de ADN.
Aínda que moitas destas mutacións sexan mortais ou causen unha doenza grave, algunhas só teñen efectos secundarios, como os cambios que ocasionan na secuencia de proteínas codificadas sen importancia algunha. Moitas mutacións non causan ningún efecto visible, xa sexa porque ocorren nos intróns ou porque non cambian a sucesión de aminoácidos debido á redundancia de codóns debido á dexeneración do código xenético (son mutacións silenciosas). Factores que poden favorecer a aparición de mutacións
Hai unha serie de factores que non de seu factores mutaxénicos de seu, pero que determinan se unha mutación se vai producir ou non. Entre eles están: Presión de oxíxeno: o efecto que ten o oxíxeno na mutación débese a que forma peróxidos durante a irradiación, e como os peróxidos son moléculas altamente reactivas poden ser responsables dalgunhas mutacións. A actividade mutaxénica do peróxido de hidróxeno pode estar afectada por encimas (catalases) producidos no interior da célula. A formación de peróxidos ten lugar mediante o seguinte mecanismo: a radiación ioniza moléculas de auga, dando lugar a radicais de hidróxeno e hidroxilo (H+OH). En presenza de oxíxeno os átomos de hidróxeno poden formar doadamente peróxido de hidróxeno. O efecto do oxíxeno demostrouse cando Thoday e Red estudaron que ao diminuír a cantidade de oxíxeno durante a irradiación de Vicia faba diminuía a frecuencia de mutación. Tamén hai que dicir que na espermatoxénese as fases celulares espermáticas, ao teren un contido de oxíxeno superior ao dos espermatozoides, presentan unha suceptibilidade moi superior á mutación causada polos raios X.
Temperatura: en Drosophila melanogaster choques térmicos moi altos ou moi baixos dan lugar a un incremento da frecuencia dos letais recesivos.
Envellecemento: as sementes e grans de pole almacenados durante longos períodos de tempo presentan un incremento da taxa de mutación. Isto baséase na idea de que as mutacións espontáneas se producen cunha velocidade bastante constante e que, por tanto, se acumulan co tempo. Dose-intensidade necesaria para producir mutación
Radiacións ionizantes
Se se trata de delecións terminais existe unha relación linear entre un incremento proporcional da taxa de mutación por cada incremento da dose. Timofée-Ressovsky, Lea, Catcheside e outros autores interpretaron esta ralación linear como que o xene constitúe unha "diana" e que a mutación é causada por un só "impacto" ou ionización.
Para delecións subterminais (intercalares) a relación é exponencial ou multiplicativa porque para que se produza a mutación necesita dous ou máis ionizacións, polo que tería que producirse moitas ionizacións únicas que non causen mutación antes de que a dose aumente de forma suficiente como para asegurar as dobres ionizacións.
Nos casos de aberracións cromosómicas que requiren dúas ionizacións hai que distinguir se a radiación se fai nunha dose ou está repartida en varias: as roturas de cromátides e de cromosomas poden recuperarse se a segunda rotura non se produce inmediatamente despois da primeira.
As mutacións letais recesivas de Drosophila poden ser provocadas por unha soa ionización polo que moitos raios individuais dispersos dando lugar cada un deles a un número baixo de ións (os raios X suaves) son máis efectivos que poucos raios producindo cada un deles unha cadea de moitos ións (raios X). Por outra parte, a rotura dos cromosomas requiren máis ións por rotura (de 15 a 20) e están, por tanto, inducidas de forma máis efectiva polos raios en cuxas traxectorias se sitúan moi xuntas numerosas ionizacións.
Nos espermatozoides de Drosophila a taxa das aberraciós cromosómicas inducidas é independente da intensidade da radiación pero ocorre isto en ratos pode que se deba a que nestes organismos a taxa de mutación inducida é maior en mamíferos que en moscas e a que o tempo de xeración dos mamíferos é máis longo. Radiacións non ionizantes
Na radiación ultravioleta a relación existente entre a taxa de mutación e a dose de UV non é linear, o que quere dicir que se necesitan varios impactos para que se produza unha mutación. Grao de perigosidade de mutáxenos
Neste apartado se trata de ver a taxa de mutación que pode provocar os diferentes tipos de axentes mutáxenos.
A taxa de mutación que pode provocar a radiación depende da etapa celular, porque os tecidos que se dividen rapidamente son extremadamente sensibles á radiación en comparación cos tecidos somáticos de Drosophila onde a sensibilidade á mutación é baixa.
Tamén se descubriu en especies vexetais que aquelas plantas que posúen un volume nuclear maior (cromosomas maiores) son máis sensibles á radiación que as que teñen núcleos de menor tamaño.
Outro aspecto é a taxa de mutación que produce a radiación combinada con raios UV e raios X. Demostrouse en grans de pole de Tradescantia deshidratados que a radiación combinada dunha dose normalmente indetectable de 1 rad de raios X e unha dose moi pequena de UV daba lugar a unha frecuencia de aberracións igual á que darían 100 rad de raios X sós.
Outro aspecto de interese é que hai xenes que responden de forma distinta aos axentes mutaxénicos.
Tamén se percibe maior taxa de aberracións cromosómicas nunhas localizacións cromosómicas que noutras (por exemplo na rexión do centrómero).