Różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją

Kluczowa różnica - uszkodzenie DNA a mutacja
 

DNA nosi informację genetyczną każdej komórki. Jest przechowywany wraz z informacjami o dziedziczności, które mają być przekazywane z pokolenia na pokolenie. Informacja genetyczna jest ukryta w cząsteczkach DNA w postaci precyzyjnych sekwencji nukleotydowych. Istnieje miliardy nukleotydów i są one ułożone w grupy zwane genami. Geny są kodowane instrukcjami, aby wszystkie białka i inne materiały były niezbędne do wzrostu, rozwoju i metabolizmu organizmu. Liczba i dokładna kolejność nukleotydów w DNA determinuje właściwości każdego organizmu. Dlatego utrzymanie integralności i stabilności DNA ma zasadnicze znaczenie dla 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 uszkodzenie lub zmiana struktury fizycznej lub chemicznej DNA. Mutacja jest definiowana jako zmiany zasad w sekwencji DNA. Kluczowa różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją polega na tym Uszkodzenia DNA mogą być poprawnie naprawiane przez enzymy, podczas gdy mutacje nie mogą być rozpoznawane i naprawiane przez enzymy.

ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest uszkodzenie DNA
3. Co to jest mutacja
4. Porównanie obok siebie - Uszkodzenie DNA vs mutacja
5. Podsumowanie

Co to jest uszkodzenie DNA?

Uszkodzenie DNA jest nieprawidłową strukturą fizyczną i / lub chemiczną DNA. Z powodu uszkodzenia DNA jego struktura odbiega od normalnej. Uszkodzenia DNA występują najczęściej podczas replikacji DNA. Dodanie niewłaściwego nukleotydu podczas replikacji następuje co 10⁸ pary 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, co powoduje powstawanie miejsc pozbawionych zasad, pękanie pojedynczych nici, pękanie podwójnych nici, tworzenie dimerów pirymidynowych, intra i interstrand sieciowanie itp. Te uszkodzenia DNA są stale naprawiane przez kilka mechanizmów naprawy DNA w komórkach. Obejmują one naprawę wycięcia zasady, naprawę wycięcia nukleotydu, naprawę niedopasowania, homologiczne połączenie końca lub niehomologiczne połączenie końca itp..

Istnieje kilka przyczyn uszkodzeń DNA. Błędy replikacji DNA powodują uszkodzenie DNA. DNA może zostać uszkodzony z powodu ekspozycji na światło UV, toksyczne chemikalia, promieniowanie jonizujące, promieniowanie rentgenowskie, leki przeciwnowotworowe i szkodliwe komórkowe produkty uboczne (rodniki tlenowe, czynniki alkilujące).

Rycina 01: Uszkodzenie DNA przez promieniowanie UV

Co to jest mutacja?

Mutacja to zmiana sekwencji zasad DNA. Enzymy nie rozpoznają błędów DNA, gdy występują w obu niciach. Jeśli zmiany zasad zachodzą w obu niciach w postaci mutacji, enzymy nie mogą ich naprawić. Dlatego mutacje są przenoszone na duplikujące się genomy i przekazywane kolejnym pokoleniom, wytwarzając różne fenotypy. Zmutowane geny dają różne sekwencje aminokwasowe, które wytwarzają niewłaściwe produkty białkowe.

Mutacje mogą być generowane z powodu źródeł endogennych lub egzogennych, takich jak awaria mechanizmów naprawczych, błędy rekombinacji i replikacji DNA, stres oksydacyjny, toksyczne chemikalia, promieniowanie rentgenowskie, światło UV itp. Podczas replikacji mutacje występują w tempie jednej mutacji na każdą 10 miliardów par zasad, które są replikowane.

Wyniki mutacji mogą być pozytywne (korzystne), negatywne (szkodliwe) i neutralne. Mutacje występują w różnych typach, takich jak mutacje punktowe, mutacje przesuwające ramkę, mutacje missense, mutacje ciche i mutacje nonsensowne.

Rycina 02: Mutacja przez UV

Jaka jest różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją?

Uszkodzenie DNA a mutacja
Uszkodzenie DNA to każda zmiana, taka jak pęknięcie lub zmiana, która wprowadza odchylenie od zwykłej struktury podwójnej linii śrubowej.	Mutacja jest dziedzicznym uszkodzeniem DNA, które może powodować zmienność genotypu.
Możliwość naprawy
Uszkodzenie DNA może być poprawnie naprawione przez enzymy.	Enzymy nie mogą być naprawione przez mutację.
Dziedziczność
Ponieważ uszkodzenia są korygowane przez enzymy, nie są przekazywane kolejnym pokoleniom	Są przekazywane kolejnym pokoleniom.
Podczas replikacji
Uszkodzenia DNA najczęściej występują podczas replikacji w nowo syntetyzowanym łańcuchu.	Mutacje występują głównie podczas replikacji, gdy wybierany jest niewłaściwy szablon, a obie nici są modyfikowane.

Podsumowanie - Obrażenia DNA kontra mutacja

Uszkodzenie i mutacja DNA to dwa rodzaje błędów występujących w strukturze DNA. Uszkodzenie DNA to dowolna modyfikacja chemicznej lub fizycznej struktury DNA przekształcającej go w zmienioną cząsteczkę DNA niż oryginalna cząsteczka DNA. Te modyfikacje są szybko śledzone przez enzymy i korygowane przed przekształceniem w dziedziczną zmianę zwaną mutacją. Mutacja jest dziedziczną zmianą w podstawowej sekwencji DNA. Zazwyczaj nie są one rozpoznawane przez enzymy i poddawane naprawie. Mutacje prowadzą do niepożądanych produktów białkowych i różnych fenotypów. To jest różnica między uszkodzeniem DNA a mutacją.
Odniesienie:
1. Suzanne Clancy. „Uszkodzenie i naprawa DNA: mechanizmy zachowania integralności DNA”. Wiadomości natury. Nature Publishing Group, 2008. Sieć. 11 marca 2017 r
2. Lodish, Harvey. „Uszkodzenie i naprawa DNA oraz ich rola w karcynogenezie.” Biologia molekularna. 4. edycja U.S. National Library of Medicine, 01 stycznia 1970. Web. 12 marca 2017 r
3. Chakarov, Stoyan, Rumena Petkova, George Ch Russev i Nikolai Zhelev. „Uszkodzenie i mutacja DNA. Rodzaje uszkodzeń DNA. ” BioDiscovery. Dundee Science Press, 23 lutego 2014 r. Internet. 13 marca 2017 r

Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Bezpośrednie uszkodzenie DNA” De Gerriet41 - Trabajo propio (Dominio público) przez Commons Wikimedia 
2. „Mutacja DNA DNA” Autor: NASA / David Herring - NASA, (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia