Kluczowa różnica – uszkodzenie DNA a mutacja
DNA zawiera informację genetyczną każdej komórki. Jest przechowywany wraz z informacjami o dziedziczeniu, które mają być przekazywane z pokolenia na pokolenie. Informacja genetyczna ukryta jest w cząsteczkach DNA w postaci precyzyjnych sekwencji nukleotydowych. Istnieją miliardy nukleotydów i są one ułożone w grupy zwane genami. Geny są kodowane wraz z instrukcjami wytwarzania wszystkich białek i innych materiałów niezbędnych do wzrostu, rozwoju i metabolizmu organizmu. Liczba i dokładna kolejność nukleotydów w DNA określają właściwości każdego organizmu. Dlatego utrzymanie integralności i stabilności DNA jest niezbędne do życia. Jednak DNA podlega ciągłym zmianom z powodu różnych czynników, w tym pochodzenia wewnętrznego i środowiskowego. Uszkodzenia i mutacje DNA to takie zmiany, które zachodzą w DNA. Uszkodzenie DNA jest określane jako pęknięcie lub zmiana fizycznej lub chemicznej struktury DNA. Mutację definiuje się jako zmiany zasad w sekwencji DNA. Kluczowa różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją polega na tym, że uszkodzenia DNA mogą być prawidłowo naprawiane przez enzymy, podczas gdy mutacje nie mogą być rozpoznawane i naprawiane przez enzymy.
Co to jest uszkodzenie DNA?
Uszkodzenie DNA to nieprawidłowość fizycznej i/lub chemicznej struktury DNA. Z powodu uszkodzenia DNA jego struktura odbiega od normalnej struktury. Uszkodzenia DNA najczęściej występują podczas replikacji DNA. Dodanie niewłaściwego nukleotydu podczas replikacji ma miejsce w każdych 108 parach zasad. Jednak 99% błędów jest korygowanych podczas korekty aktywności enzymów polimerazy DNA. Pozostały 1% nie zostanie naprawiony i zostanie przekazany następnemu pokoleniu jako mutacja.
Uszkodzenia DNA mogą wystąpić z powodu wprowadzenia nielegalnych zasad podczas replikacji, deaminacji lub innej modyfikacji zasad, utraty zasady ze szkieletu DNA powodującej miejsca niezasadowe, pęknięcia pojedynczej nici, pęknięcia podwójnej nici, tworzenie pirymidyny dimery, sieciowanie wewnątrz i między nićmi itp. Te uszkodzenia DNA są stale naprawiane przez kilka mechanizmów naprawy DNA w komórkach. Obejmują one naprawę przez wycinanie zasad, naprawę przez wycinanie nukleotydów, naprawę niedopasowania, łączenie końców homologicznych lub łączenie końców niehomologicznych itp.
Istnieje kilka przyczyn uszkodzeń DNA. Błędy replikacji DNA powodują uszkodzenia DNA. DNA może ulec uszkodzeniu w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV, toksyczne chemikalia, promieniowanie jonizujące, promieniowanie rentgenowskie, leki przeciwnowotworowe i szkodliwe produkty uboczne komórkowe (rodniki tlenowe, czynniki alkilujące).
Rysunek 01: Uszkodzenie DNA przez promieniowanie UV
Co to jest mutacja?
Mutacja to zmiana w sekwencji zasad DNA. Enzymy nie rozpoznają błędów DNA, gdy występują w obu niciach. Jeśli zmiany zasad zachodzą w obu niciach w postaci mutacji, nie mogą być one naprawione przez enzymy. Dlatego mutacje są przekazywane do duplikujących się genomów i przekazywane kolejnym pokoleniom, wytwarzając różne fenotypy. Zmutowane geny skutkują różnymi sekwencjami aminokwasowymi, które wytwarzają niewłaściwe produkty białkowe.
Mutacje mogą być generowane z powodu endogennych lub egzogennych źródeł, takich jak awaria mechanizmów naprawczych, błędy rekombinacji i replikacji DNA, stres oksydacyjny, toksyczne chemikalia, promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie UV itp. Podczas replikacji mutacje zachodzą w tempie jednej mutacji na każde 10 miliardów replikowanych par zasad.
Skutki mutacji mogą być pozytywne (korzystne), negatywne (szkodliwe) i neutralne. Mutacje są w różnych typach, takich jak mutacje punktowe, mutacje przesunięcia ramki, mutacje zmiany sensu, mutacje ciche i mutacje nonsens.
Rysunek 02: Mutacja przez UV
Jaka jest różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją?
Obrażenia DNA kontra mutacje |
|
| Uszkodzenie DNA to każda zmiana, taka jak przerwa lub przeróbka, która wprowadza odchylenie od zwykłej struktury podwójnej spirali. | Mutacja to dziedziczne uszkodzenie DNA, które może powodować zmienność genotypu. |
| Naprawianie | |
| Uszkodzenia DNA mogą być prawidłowo naprawione przez enzymy. | Mutacji nie można naprawić enzymami. |
| Dziedziczność | |
| Ponieważ uszkodzenia są korygowane przez enzymy, nie są przekazywane kolejnym pokoleniom | Są przekazywane kolejnym pokoleniom. |
| Podczas replikacji | |
| Uszkodzenia DNA występują głównie podczas replikacji w nowo syntetyzującej nici. | Mutacje zdarzają się głównie podczas replikacji, gdy wybrany jest niewłaściwy szablon i obie nici są modyfikowane. |
Podsumowanie – Uszkodzenie DNA a mutacja
Uszkodzenie DNA i mutacje to dwa rodzaje błędów występujących w strukturze DNA. Uszkodzenie DNA to dowolna modyfikacja chemicznej lub fizycznej struktury DNA, przekształcająca go w zmienioną cząsteczkę DNA niż oryginalna cząsteczka DNA. Te modyfikacje są szybko śledzone przez enzymy i korygowane przed przekształceniem się w dziedziczną zmianę zwaną mutacją. Mutacja to dziedziczna zmiana w sekwencji zasad DNA. Nie są one normalnie rozpoznawane przez enzymy i poddawane naprawie. Mutacje prowadzą do niepożądanych produktów białkowych i różnych fenotypów. To jest różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją.
