Różnica między genotoksycznością a mutagennością

The kluczowa różnica między genotoksycznością a mutagennością jest to genotoksyczność to zdolność substancji do wywoływania toksyczności w DNA / materiale genetycznym komórki, podczas gdy mutagenność to zdolność czynnika do wywoływania mutacji.

Genotoksyczność i mutagenność to dwa podobne terminy, często źle interpretowane i używane przez ludzi zamiennie. Genotoksyczność to toksyczny wpływ substancji chemicznej lub środka na geny lub DNA komórki. Tak więc substancją chemiczną, która ma działanie genotoksyczne, jest genotoksyna. Natomiast mutagenność to zdolność substancji do wywoływania lub indukowania mutacji. Genotoksyczny związek chemiczny niekoniecznie jest substancją mutagenną. Mogą być mutagenami. Jednak wszystkie czynniki mutagenne są genotoksyczne, ponieważ mają właściwość niszczenia materiału genetycznego komórki.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest genotoksyczność
3. Co to jest mutagenność
4. Podobieństwa między genotoksycznością a mutagennością
5. Porównanie obok siebie - Genotoksyczność vs. mutagenność w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest genotoksyczność?

Genotoksyczność to zdolność substancji do wywoływania toksyczności w materiale genetycznym komórki, co prowadzi przede wszystkim do wystąpienia raka. Substancje genotoksyczne mogą być substancjami fizycznymi i chemicznymi, które mogą zmieniać sekwencje genów, prowadząc zmiany w informacji genetycznej. Jeśli genotoksyna wpływa na materiał genetyczny komórki somatycznej, nie będzie dziedziczna. Natomiast jeśli działanie genotoksyczne działa na komórki rozrodcze, może być dziedziczne. Działanie genotoksyczne można zminimalizować dzięki mechanizmom naprawy DNA, głównie aktywności enzymatycznej komórki. Również w przypadku genotoksyczności komórki mogą ulec apoptozie.

Rycina 01: Uszkodzenie genotoksyczne

Uszkodzenia DNA spowodowane przez genotoksyny można analizować przy użyciu różnych testów DNA. Typowe uszkodzenia DNA obejmują delecje, insercje, dwuniciowe pęknięcia, aberracje chromosomalne i sieciowanie. Usunięcia i wstawienia odnoszą się odpowiednio do usuwania i dodawania par zasad. Co więcej, dwuniciowe pęknięcia tworzą nacięcia w dwuniciowym DNA, tworząc w ten sposób fragmenty DNA. Z drugiej strony aberracje chromosomowe są efektami na dużą skalę, które mogą przekształcić się w zmiany w poziomach ploidii. Promieniowanie i środki chemiczne, takie jak środki alkilujące, tlenki azotu, analogi zasad, środki interkalujące są powszechnymi genotoksynami.

Co to jest mutagenność?

Mutagenność to zdolność czynnika do indukowania mutacji. Mutacja jest trwałą przenoszoną zmianą w DNA, która prowadzi do różnych nieprawidłowych warunków, jeśli nie zostanie naprawiona. Czynniki lub chemikalia, które powodują mutacje, są mutagenami. Jak wspomniano powyżej, mutagenami są genotoksyny. Ponadto mutagenami mogą być czynniki fizyczne, biologiczne lub chemiczne. Mutageny fizyczne obejmują głównie różne rodzaje promieniowania. Może to być promieniowanie jonizujące lub niejonizujące. Promieniowania te zaburzają strukturę podwójnej helisy DNA, powodując mutacje. Ponadto biologiczne mutageny obejmują różne wirusy, które infekują komórki i atakują DNA. Dlatego wirusy te są zdolne do włączania swojego DNA do gospodarza, powodując mutacje. Z drugiej strony mutageny chemiczne obejmują analogi zasad, formy tlenku azotu, środki interkalujące, które mogą powodować przejścia i transfery sekwencji DNA. Prowadzą do powstawania miejsc apurynowych i apyrimidynowych, powodując mutacje w DNA.

Rycina 02: Wpływ mutagenu

Zdolność do mutagenności zmniejsza się wraz ze wzrostem wydajności enzymów naprawczych DNA i mechanizmów naprawczych działających w komórce. W przeciwnym razie mutacje doprowadzą do raka, zaburzeń genetycznych i różnych powikłań.

Jakie są podobieństwa między genotoksycznością a mutagennością?

• Genotoksyczność i mutagenność to dwa zjawiska, które wpływają na geny lub DNA organizmu.
• Oba są w stanie zmienić materiał genetyczny komórki.
• Ponadto istnieją chemiczne i fizyczne tryby każdego efektu.
• Genotoksyna może być mutagenna lub nie, ale wszystkie mutageny są genotoksynami.
• Zarówno mutagenność, jak i genotoksyczność można zmniejszyć przez działanie enzymów naprawczych DNA i mechanizmów działających w komórce.
• Oba mogą prowadzić do wystąpienia raka i innych chorób genetycznych opartych na DNA.

Jaka jest różnica między genotoksycznością a mutagennością?

Genotoksyczność i mutagenność to dwa terminy, które czasami stosuje się zamiennie. Jednak genotoksyczność odnosi się do zdolności środka lub substancji chemicznej do wywierania toksycznego wpływu na materiał genetyczny komórki, podczas gdy mutagenność jest właściwością środka lub substancji do tworzenia lub indukowania mutacji w DNA. Jest to więc kluczowa różnica między genotoksycznością a mutagennością.

Ponadto należy pamiętać, że chociaż wszystkie mutageny są genotoksyczne, nie wszystkie substancje genotoksyczne są mutagenne, ponieważ genotoksyny mogą być mutagenami, rakotwórczymi lub teratogennymi.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między genotoksycznością a mutagennością.

Podsumowanie - Genotoksyczność a mutagenność

Zarówno genotoksyczność, jak i mutagenność często odnoszą się do zdolności czynnika do zmiany DNA komórki, co prowadzi do różnych aberracji i mutacji chromosomalnych. Jednak w głębokim sensie genotoksyczność odnosi się do zdolności czynnika do zmiany struktury, zawartości informacji lub segregacji DNA, podczas gdy mutagenność odnosi się do właściwości czynnika do indukowania mutacji genetycznej. Jest to więc kluczowa różnica między genotoksycznością a mutagennością. Poza tym genotoksyczność niekoniecznie wiąże się z mutagennością. Genotoksyny mogą być rakotwórcze lub teratogenne zamiast mutagennych. Ale wszystkie mutageny są genotoksynami.

Odniesienie:

1. Phillips, David H i Volker M Arlt. „Genotoksyczność: uszkodzenie DNA i jego konsekwencje”. EXS, U.S. National Library of Medicine, 2009, dostępny tutaj.
2. Hsu, Kuo-Hsiang i in. „Mutagenność w cząsteczce: identyfikacja podstawowych cech strukturalnych mutagenności za pomocą analizy rusztowania”. PloS One, Public Library of Science, 10 lutego 2016, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Genotoxic Damage” Autor: Genotox - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Addukt benzopirenowy DNA 1JDG” Autor: Zephyris (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia