Różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi

The kluczowa różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi jest to podczas mutacji sekwencji DNA zmiany zachodzą w oryginalnych sekwencjach DNA, podczas gdy podczas modyfikacji epigenetycznych zmiany nie zachodzą w oryginalnych sekwencjach DNA.

Genom reprezentuje ogólną informację genetyczną organizmu w postaci dokładnych sekwencji DNA lub genów. Konkretny gen zawiera określony kod genetyczny do produkcji określonego białka. Stąd geny są wyrażane w dwóch procesach: transkrypcji i translacji. Jednak z różnych przyczyn zachodzą zmiany w sekwencjach DNA genów. Takie zmiany nazywamy mutacjami sekwencji nukleotydów. Czasami nawet bez zmiany oryginalnych sekwencji DNA genów zmienia się ekspresja genów i powstają różne fenotypy. Te przypadki nazywamy modyfikacjami epigenetycznymi.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są mutacje sekwencji DNA 
3. Co to są modyfikacje epigenetyczne
4. Podobieństwa między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi
5. Porównanie obok siebie - Mutacje sekwencji DNA vs modyfikacje epigenetyczne w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to są mutacje sekwencji DNA?

Mutacje to zmiany zachodzące w sekwencjach nukleotydowych DNA. Kiedy występuje mutacja, zmienia ona dokładną kolejność nukleotydów sekwencji DNA. W rezultacie informacja genetyczna zmienia się w obrębie określonej sekwencji. Pojedyncza zmiana nukleotydowa może mieć szkodliwy wpływ na organizm; na przykład zaburzenia genetyczne. Czasami jednak nie stanowi zagrożenia. Jeśli mutacja występuje w regionie eksonu genu, może to spowodować powstanie niewłaściwego białka. Ponadto mutacje linii zarodkowej powodują zaburzenia genetyczne, gdy przechodzą na następne pokolenie, ponieważ występują w komórkach płciowych, takich jak plemniki i jaja. Jednak większość innych mutacji nie jest dziedziczna.

Rycina 01: Mutacje sekwencji DNA

Mutacje sekwencji DNA mają miejsce w wyniku narażenia na silne chemikalia i substancje rakotwórcze, światło UV, błędy w procesie replikacji DNA, narażenie na promieniowanie itp. Poza tym niektóre mutacje są spontaniczne. Mutacje mogą być mutacjami punktowymi lub mutacjami chromosomalnymi. Zmiany pojedynczych nukleotydów lub mutacje punktowe zachodzą z powodu insercji, delecji i podstawień. Z drugiej strony mutacje powodujące zmiany strukturalne chromosomów zachodzą z powodu duplikacji genów, delecji części chromosomalnych, przegrupowań chromosomów itp..

Co to są modyfikacje epigenetyczne?

Epigenetyka to badanie dziedzicznych zmian ekspresji genu bez zmiany oryginalnej sekwencji DNA. Stąd fenotypy zmieniają się bez zmiany genotypów w epigenetyce. To wyraźnie mówi, że istnieją pewne czynniki, które kontrolują ekspresję genów i fenotypy oprócz ich sekwencji DNA. Są to modyfikacje epigenetyczne. Te modyfikacje epigenetyczne odgrywają ważną rolę w ekspresji genów i regulacji oraz odgrywają ważną rolę w procesach komórkowych, takich jak różnicowanie, rozwój i nowotwór.

Rysunek 02: Modyfikacje epigenetyczne

Niektóre modyfikacje epigenetyczne to metylacja DNA, modyfikacja histonów i wyciszanie genetyczne za pośrednictwem mikroRNA. Podczas metylacji DNA dochodzi do dodania grupy metylowej lub hydroksymetylowej do zasad sekwencji DNA. Histony to białka wytwarzające włókna chromatyny. Modyfikacje histonu prowadzą do zmian strukturalnych w chromatynie i zmian w ekspresji genu. Specjalność modyfikacji epigenetycznych polega na tym, że wpływa ona na ekspresję genu bez szkody dla sekwencji DNA genu. Jednak modyfikacje epigenetyczne są odwracalne.

Jakie są podobieństwa między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi?

• Mutacje sekwencji DNA i modyfikacje epigenetyczne są powiązane z genami.
• Oba są w stanie zmienić fenotyp.
• Powodują dziedziczne zmiany w organizmach.

Jaka jest różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi?

Mutacje sekwencji DNA to trwałe zmiany zachodzące w sekwencjach DNA genomu. Z drugiej strony, modyfikacje epigenetyczne są dziedzicznymi zmianami chemicznej i fizycznej natury chromatyny, które mogą zmieniać ekspresję genów. Jest to kluczowa różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi. Ponadto mutacje sekwencji DNA mogą być dziedziczone, a także nie dziedziczone. Z drugiej strony modyfikacje epigenetyczne są zmianami dziedzicznymi. Jest to również znacząca różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi.

Co więcej, mutacje sekwencji DNA powodują zmiany w informacji genetycznej, podczas gdy modyfikacje epigenetyczne nie powodują zmian w informacji genetycznej. Co ważniejsze, mutacje sekwencji DNA zmieniają pierwotną sekwencję nukleotydową DNA, podczas gdy modyfikacje epigenetyczne nie zmieniają oryginalnej sekwencji DNA genu. To kolejna różnica między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi. Ponadto istnieją trzy główne typy mutacji sekwencji DNA, takie jak mutacje punktowe, mutacje z przesunięciem ramki i mutacje chromosomalne. Z drugiej strony istnieją trzy typy modyfikacji epigenetycznych, takie jak metylacja DNA, modyfikacja histonów i wyciszanie genetyczne za pośrednictwem mikroRNA.

Poniżej infografika na temat różnic między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi porównuje tabele wszystkich różnic.

Podsumowanie - Mutacje sekwencji DNA a modyfikacje epigenetyczne

Mutacje sekwencji DNA i modyfikacje epigenetyczne to dwa rodzaje zmian zachodzących w genach. W mutacjach sekwencji DNA dokładna sekwencja nukleotydowa zmienia się na stałe, podczas gdy w modyfikacjach epigenetycznych oryginalna sekwencja DNA nie ulega zmianie. Jednak modyfikacje epigenetyczne powodują zmiany w ekspresji genów, a tym samym zmiany w fenotypach. Ponadto modyfikacje epigenetyczne są odwracalne, w przeciwieństwie do mutacji sekwencji DNA. Ponadto wszystkie modyfikacje epigenetyczne są dziedziczne, w przeciwieństwie do mutacji sekwencji DNA. To jest podsumowanie różnicy między mutacjami sekwencji DNA a modyfikacjami epigenetycznymi.

Odniesienie:

1. „Mutacja genetyczna”. Nature News, Nature Publishing Group, dostępne tutaj.
2. „Modyfikacja epigenetyczna”. NeuroImage, Academic Press, dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Chromosomes mutations-en” autor: GYassineMrabetTalk & # x2709; Ten obraz wektorowy nieokreślony w W3C został stworzony za pomocą Inkscape. - Praca własna na podstawie Chromosomenmutationen.png (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Rola HDAC” Autor Sm978 - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia