Кіріспе
Этил-метансульфонат (ЭМС) — |CH3SO3C2H5 формуласы бар органикалық күкірт қосылысы. Ол метансульфон қышқылының этил эфирі болып табылады. Түссіз сұйықтық, алкилдеуші агент ретінде жіктеледі. ЭМС – эксперименталды генетикада ең көп қолданылатын химиялық мутаген. ЭМС-ке ұшыраудан туындаған мутациялар генетикалық скринингтерде немесе басқа да зерттеулерде қарастырылуы мүмкін.
Биологиялық зерттеулерде қолдану
ЭМС нуклеотидтерді алмастыру арқылы генетикалық материалда кездейсоқ мутацияларды тудырады; әсіресе гуанин алкилденуі арқылы G:C-дан A:T-ға өту арқылы. ЭМС көбінесе тек нүктелік мутацияларды ғана тудырады. Оның тиімділігі мен жақсы түсінілген мутациялық спектрінің арқасында, ЭМС елеулі өлтірусіз генге 5x10−4 – 5x10−2 жылдамдығымен мутацияларды тудыра алады. Үлгілік организм C. elegans-тың әдеттегі ЭМС мутагенезі экспериментінде байқалған генге қатысты мутация жылдамдығы 5x10−4, бұл G/C негіз жұбына шамамен 7x10−6 мутацияның бастапқы мутация жылдамдығына немесе бастапқыда мутацияланған гаметада (~100 Мбп, 36% ГК гаплоидты геномды қамтиды) 250-ге жуық мутацияға сәйкес келеді. Мұндай мутацияланған гаметада гендердің функциясын жоғалтудың шамамен 9 түрлі мутациясы болады, олардың 1-2-сі маңызды гендерде болады, демек, өлімге алып келеді. Дегенмен, тәуелсіз гаметаларда бірдей маңызды геннің мутациялануы ықтимал емес, және егер маңызды геннің жоғалуы гаметаның өзін өлтірмесе, гаметалардың бірігуі нәтижесінде пайда болған зигота мен организмнің тірі қалуына мүмкіндік береді, себебі енді гетерозиготалық, жұмыс істемейтін мутацияланған аллельді екінші гаметадан алынған әлі де жабайы типтегі аллель толықтыра алады.
EMS can induce mutations at a rate of 5x10−4 to 5x10−2 per gene without substantial killing. A 5x10−4 per gene mutation rate observed in a typical EMS mutagenesis experiment of the model organism C. elegans, corresponds to a raw mutation rate of ~7x10−6 mutations per G/C base pair, or about 250 mutations within an originally mutagenized gamete (containing a ~100 Mbp, 36% GC haploid genome). Such a mutagenized gamete would have about 9 different loss of function mutations in genes, with 1 to 2 of these mutations being within essential genes and therefore lethal. However, since it is unlikely the same essential gene is mutated in independent gametes, and if loss of the essential gene did not kill the gamete itself, downstream gamete fusion often allows for survival of the resulting zygote and organism, as the now heterozygous non functional mutated allele may be rescued by the still wildtype allele provided by the other gamete.
Мутагендік зақымдануды қалпына келтіру
O6 этилгуанин O6 метилгуанин ДНК метилтрансферазаның белсенді орталық цистеинімен стехиометриялық түрде in vivo реакцияласу арқылы тірі организмде қалпына келтіріле алады. O6 этилгуаниннің in vivo жартылай ыдырау мерзімі тышқан миында шамамен 9 күн, ал бауырында шамамен 1 күн құрайды.
Рекомбинацияны индукциялау
EMS Saccharomyces cerevisiae-де митоздық рекомбинацияны тудырады. ДНҚ-ға EMS зақым келтіруі генетикалық алмасуға алып келетін жөндеу процесін тудыруы мүмкін деген пікір айтылды. Бұл жағдай, осы алты генмен кодталатын ақуыздар қатысатын рекомбинация процесі ДНҚ-дағы EMS-тің өлімге әкелетін зақымдануларын жөндеуге жұмылдырылатынын көрсетеді. Сондықтан, EMS-ті жою алдында оны толығымен ыдырату қажет. Протоколдар EMS-ті 0,1М NaOH және 20% w/v натрий тиосульфатының тең көлемінен тұратын «берекесіздендіру ерітіндісінде» кем дегенде алты жартылай өмірге (>24 сағат) дейін ыдыратуды талап етеді. EMS-тің 1М NaOH-тағы жартылай өмірі бөлме температурасында 6 сағатты құрайды, ал 10% w/v натрий тиосульфаты ерітіндісінде – 1,4 сағат.
Қауіпсіздік
ЭМС мутагенді, тератогенді және канцерогенді.