DNA kahjustuse ja mutatsiooni erinevus

Peamine erinevus - DNA kahjustus vs mutatsioon
 

DNA kannab iga raku geneetilist teavet. See on salvestatud pärilikkuse andmetega, mida väidetavalt edastatakse ühelt põlvkonnalt järgmisele põlvkonnale. Geneetiline teave on peidetud DNA molekulidesse täpsete nukleotiidijärjestuste kujul. Nukleotiide on miljardeid ja need on paigutatud rühmadesse, mida nimetatakse geenideks. Geenid on kodeeritud juhenditega, kuidas muuta kõik valgud ja muud materjalid oluliseks organismi kasvu, arengu ja metabolismi jaoks. Nukleotiidide arv ja täpne järjestus DNA-s määravad iga organismi omadused. Seetõttu on DNA terviklikkuse ja stabiilsuse säilitamine kogu eluks ülioluline. Kuid DNA-d mõjutavad pidevalt mitmesugused tegurid, sealhulgas sisemine ja keskkondlik päritolu. DNA kahjustused ja mutatsioonid on sellised muutused, mis toimuvad DNA-s. DNA kahjustusele viidatakse kui DNA füüsikalise või keemilise struktuuri purunemisele või muutmisele. Mutatsiooni määratletakse kui alusjärjestuse muutusi DNA järjestuses. Peamine erinevus DNA kahjustuse ja mutatsiooni vahel on see Ensüümid saavad DNA kahjustusi õigesti parandada, samas kui ensüümid ei suuda mutatsioone tuvastada ega parandada.

SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on DNA kahjustus
3. Mis on mutatsioon
4. Kõrvuti võrdlus - DNA kahjustus vs mutatsioon
5. Kokkuvõte

Mis on DNA kahjustus?

DNA kahjustus on DNA füüsikalise ja / või keemilise struktuuri kõrvalekalle. DNA kahjustuste tõttu kaldub selle struktuur normaalsest struktuurist kõrvale. DNA kahjustused tekivad enamasti DNA replikatsiooni ajal. Vale nukleotiidi lisamine replikatsiooni ajal toimub igal 10-l⁸ aluspaarid. Kuid DNA polümeraasi ensüümide korrektuuri käigus parandatakse 99% vigadest. Ülejäänud 1% ei parandata ja antakse mutatsioonina edasi järgmisele põlvkonnale.

DNA kahjustused võivad tekkida ebaseaduslike aluste sisseviimisel replikatsioonide, deaminatsioonide või muude aluste modifitseerimise ajal, aluse kadumisel DNA karkassist, mille tulemuseks on abasikaalsed kohad, üheahelalised katkemised, kaheahelalised purunemised, pürimidiini dimeeride moodustumine, intra- ja interstrandid ristsidestamine jne. Neid DNA kahjustusi parandavad pidevalt rakud mitmed DNA remondimehhanismid. Need hõlmavad aluse ekstsisiooni parandamist, nukleotiidide ekstsisiooni parandamist, ebakõla parandamist, homoloogse otsa liitumist või mittehomoloogset otsa ühendamist jne..

DNA kahjustamisel on mitu põhjust. DNA replikatsioonivead põhjustavad DNA kahjustusi. DNA-d võivad kahjustada kokkupuude ultraviolettvalguse, toksiliste kemikaalide, ioniseeriva kiirguse, röntgenkiirte, kasvajavastaste ravimite ja kahjulike rakuliste kõrvalsaadustega (hapnikuradikaalid, alküülivad ained).

Joonis 01: DNA kahjustus ultraviolettkiirguse mõjul

Mis on mutatsioon?

Mutatsioon on muutus DNA alusjärjestuses. Ensüümid ei tuvasta DNA vigu, kui need esinevad mõlemas ahelas. Kui alusmuutused toimuvad mõlemas ahelas mutatsiooni vormis, ei saa ensüümid neid parandada. Seetõttu edastatakse mutatsioonid dubleerivasse genoomi ja antakse edasi järeltulevatele põlvkondadele, tekitades erinevaid fenotüüpe. Muteerunud geenide tulemuseks on erinevad aminohapete järjestused, mis toodavad valesid valguprodukte.

Mutatsioone võivad tekitada endogeensed või eksogeensed allikad, näiteks remondimehhanismide ebaõnnestumine, DNA rekombinatsiooni ja replikatsiooni vead, oksüdatiivne stress, toksilised kemikaalid, röntgen, UV-kiirgus jne. Replikatsiooni ajal tekivad mutatsioonid ühes mutatsioonis kiirusega 10 miljardit aluspaari, mida korratakse.

Mutatsioonide tulemused võivad olla positiivsed (kasulikud), negatiivsed (kahjulikud) ja neutraalsed. Mutatsioone on erinevat tüüpi, näiteks punktmutatsioonid, kaadrivahetuse mutatsioonid, missense mutatsioonid, vaiksed mutatsioonid ja jama mutatsioonid.

Joonis 02: Mutatsioon ultraviolettvalgusega

Mis vahe on DNA kahjustusel ja mutatsioonil??

DNA kahjustus vs mutatsioon
DNA kahjustus on mis tahes muutus, näiteks purunemine või muutmine, mis toob kaasa kõrvalekalde tavapärasest topelt-spiraalsest struktuurist.	Mutatsioon on pärilik DNA kahjustus, mis võib põhjustada genotüübi varieerumist.
Korrigeeritavus
Ensüümide abil saab DNA kahjustusi õigesti parandada.	Ensüümidega ei saa mutatsiooni parandada.
Pärilikkus
Kuna ensüümid parandavad kahjustusi, ei anta neid järeltulevatele põlvkondadele edasi	Neid antakse edasi põlvnevatele põlvkondadele.
Replikatsiooni ajal
DNA kahjustused toimuvad enamasti replitseerimise ajal äsja sünteesivas ahelas.	Mutatsioonid toimuvad enamasti replikatsiooni ajal, kui valitakse vale mall, ja mõlemad ahelad on modifitseeritud.

Kokkuvõte - DNA kahjustus vs mutatsioon

DNA kahjustus ja mutatsioon on kahte tüüpi vead, mis tekkisid DNA struktuuris. DNA kahjustus on mis tahes modifikatsioon DNA keemilises või füüsilises struktuuris, muutes selle muudetud DNA molekuliks kui algne DNA molekul. Ensüümid leiavad need modifikatsioonid kiiresti üles ja korrigeerivad enne muundumiseks nimetatavat päritavat muutust. Mutatsioon on pärilik muutus DNA alusjärjestuses. Ensüümid neid tavaliselt ei tunne ja parandatakse. Mutatsioonid põhjustavad soovimatuid valguprodukte ja erinevaid fenotüüpe. See on erinevus DNA kahjustuse ja mutatsiooni vahel.
Viide:
1. Suzanne Clancy. "DNA kahjustus ja parandamine: DNA terviklikkuse säilitamise mehhanismid." Loodusuudised. Looduskirjastusgrupp, 2008. Veeb. 11. märts 2017
2. Lodish, Harvey. “DNA kahjustus ja parandamine ning nende roll kantserogeneesis.” Molekulaarrakkude bioloogia. 4. väljaanne. USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 1. jaanuar 1970. Veeb. 12. märts 2017
3. Chakarov, Stoyan, Rumena Petkova, George Ch Russev ja Nikolai Zhelev. “DNA kahjustus ja mutatsioon. DNA kahjustuse tüübid. ” BioDiscovery. Dundee Science Press, 23. veebruar 2014. Veeb. 13. märts 2017

Pilt viisakalt:
1. “Otsene DNA kahjustus” De Gerriet41 - Trabajo propio (Dominio público) Commonsi Wikimedia kaudu 
2. “DNA UV-mutatsioon” NASA / David Herring - NASA, (avalik omand) Commons Wikimedia kaudu