Genotoksilisuse ja mutageensuse erinevus

võtme erinevus genotoksilisuse ja mutageensuse vahel on see genotoksilisus on aine võime põhjustada toksilisust raku DNA / geneetilise materjali suhtes, samal ajal kui mutageensus on aine võime põhjustada mutatsioone.

Genotoksilisus ja mutageensus on kaks sarnast terminit, mida inimesed tõlgendavad sageli valesti ja vaheldumisi. Genotoksilisus on kemikaali või mõjuri poolt põhjustatud toksiline mõju raku geenidele või DNA-le. Seega on kemikaal, millel on genotoksiline toime, genotoksiin. Mutageensus on seevastu aine võime põhjustada või kutsuda esile mutatsioone. Genotoksiline kemikaal ei pea tingimata olema mutageenne aine. Need võivad olla mutageenid. Kuid kõik mutageensed ained on genotoksilised, kuna nende omadus on raku geneetilist materjali hävitada.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on genotoksilisus
3. Mis on mutageensus
4. Genotoksilisuse ja mutageensuse sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - geenitoksilisus vs mutageensus tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on genotoksilisus?

Genotoksilisus on aine võime tekitada raku geneetilisel materjalil toksilisust, põhjustades peamiselt vähki. Genotoksilised ained võivad olla füüsikalised ja keemilised ained, mis võivad muuta geenijärjestusi, põhjustades geneetilise teabe muutusi. Kui genotoksiin mõjutab somaatiliste rakkude geneetilist materjali, pole see pärilik. Kui genotoksiline toime avaldub sugurakkudele, võib see olla pärilik. Genotoksilist toimet saab minimeerida DNA remondimehhanismide, peamiselt raku ensüümide aktiivsuse abil. Samuti võivad rakud genotoksilisuse korral läbi viia apoptoosi.

Joonis 01: Genotoksilised kahjustused

Genotoksiinide põhjustatud DNA kahjustusi saab analüüsida erinevate DNA testide abil. Tavalised DNA kahjustused hõlmavad deletsioone, insertsioone, kaheahelalisi katkeid, kromosoomaberratsioone ja ristsidemeid. Deletsioonid ja sisestused viitavad vastavalt aluspaaride eemaldamisele ja lisamisele. Veelgi enam, kaheahelalised katkestused moodustavad kaheahelalises DNA-s nippe, moodustades seeläbi DNA fragmente. Kromosoomaberratsioonid on seevastu suuremahulised mõjud, mis võivad areneda ploidia taseme muutusteks. Kiirgus- ja keemilised ained nagu alküülivad ained, lämmastikoksiidid, aluse analoogid, interkaleerivad ained on tavalised genotoksiinid.

Mis on mutageensus?

Mutageensus on aine võime mutatsioone esile kutsuda. Mutatsioon on püsiv ülekantav muutus DNA-s, mis põhjustab paranemiseta erinevaid ebanormaalseid seisundeid. Mutatsioone põhjustavad ained või kemikaalid on mutageenid. Nagu eespool mainitud, on mutageenid genotoksiinid. Lisaks võivad mutageenid olla füüsikalised, bioloogilised või keemilised mõjurid. Füüsikalised mutageenid hõlmavad peamiselt erinevaid kiirgustüüpe. See võib olla ioniseeriv või mitteioniseeriv kiirgus. Need kiirgused lõhuvad DNA topeltheeliksi struktuuri, põhjustades mutatsioone. Lisaks hõlmavad bioloogilised mutageenid mitmesuguseid viirusi, mis nakatavad rakke ja ründavad DNA-d. Seetõttu on need viirused võimelised inkorporeerima oma DNA peremeesorganismi, põhjustades mutatsioone. Keemilised mutageenid hõlmavad teiselt poolt aluse analooge, lämmastikoksiidi liike, interkaleeruvaid aineid, mis võivad põhjustada DNA järjestuse üleminekuid ja transversioone. Need viivad apuriini ja apürimidiini saitide moodustumiseni, luues mutatsioone DNA-s.

Joonis 02: Mutageeni toime

Mutageensuse võime väheneb rakus töötavate DNA parandusensüümide ja parandusmehhanismide suurenenud efektiivsuse korral. Vastasel juhul põhjustavad mutatsioonid vähki, geneetilisi häireid ja mitmesuguseid tüsistusi.

Millised on genotoksilisuse ja mutageensuse sarnasused?

• Genotoksilisus ja mutageensus on kaks nähtust, mis mõjutavad organismi geene või DNA-d.
• Mõlemad suudavad muuta raku geneetilist materjali.
• Lisaks on igal mõjul keemilised ja füüsikalised režiimid.
• Genotoksiin võib olla mutageen või mitte, kuid kõik mutageenid on genotoksiinid.
• Nii mutageensust kui ka genotoksilisust saab vähendada rakus töötavate DNA-d parandavate ensüümide ja mehhanismide toimel.
• Mõlemad võivad põhjustada vähktõbe ja muid DNA-l põhinevaid geneetilisi haigusi.

Mis vahe on genotoksilisusel ja mutageensusel??

Genotoksilisus ja mutageensus on kaks mõistet, mida vahel kasutatakse vahelduvalt. Genotoksilisus viitab siiski aine või kemikaali võimele avaldada toksilist mõju raku geneetilisele materjalile, samas kui mutageensus on aine või aine omadus tekitada või kutsuda esile mutatsioone DNA-s. Niisiis, see on peamine erinevus genotoksilisuse ja mutageensuse vahel.

Lisaks on oluline meeles pidada, et kuigi kõik mutageenid on genotoksilised, ei ole kõik genotoksilised ained mutageensed, kuna genotoksiinid võivad olla mutageenid, kantserogeenid või teratogeenid.

Allpool on infograafik kokku võetud genotoksilisuse ja mutageensuse erinevusest.

Kokkuvõte - genotoksilisus vs mutageensus

Nii genotoksilisus kui ka mutageensus viitavad sageli aine võimele muuta raku DNA-d, põhjustades erinevaid kromosoomaberratsioone ja mutatsioone. Kuid sügavas mõttes viitab genotoksilisus aine võimele muuta DNA struktuuri, infosisu või segregatsiooni, samas kui mutageensus viitab aine omadusele geneetilist mutatsiooni esile kutsuda. Niisiis, see on peamine erinevus genotoksilisuse ja mutageensuse vahel. Pealegi ei ole genotoksilisus tingimata seotud mutageensusega. Genotoksiinid võivad olla mutageenide asemel kantserogeenid või teratogeenid. Kuid kõik mutageenid on genotoksiinid.

Viide:

1. Phillips, David H ja Volker M Arlt. "Genotoksilisus: DNA kahjustus ja selle tagajärjed." EXS, USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 2009, saadaval siit.
2. Hsu, Kuo-Hsiang jt. "Mutageensus molekulis: mutageensuse põhiliste struktuursete tunnuste tuvastamine tellingute analüüsi abil." PloS One, teaduse avalik raamatukogu, 10. veebruar 2016, saadaval siin.

Pilt viisakalt:

1. Genotoxi „Genotoksiline kahjustus” - Omad tööd (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia kaudu
2. “Bensopüreeni DNA addukt 1JDG” - autor Zephyris (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia kaudu