Nøkkelforskjell – DNA-skade vs mutasjon
DNA bærer den genetiske informasjonen til hver celle. Den lagres med arvelighetsinformasjonen som skal overføres fra en generasjon til neste generasjon. Den genetiske informasjonen er skjult i DNA-molekylene i form av presise nukleotidsekvenser. Det er milliarder av nukleotider, og de er ordnet i grupper som kalles gener. Gener er kodet med instruksjoner for å gjøre alle proteiner og andre materialer avgjørende for organismens vekst, utvikling og metabolisme. Antallet og den nøyaktige rekkefølgen av nukleotidene i DNA bestemmer egenskapene til hver organisme. Derfor er det avgjørende for livet å opprettholde integriteten og stabiliteten til DNA. Imidlertid blir DNA stadig utsatt for endringer på grunn av ulike faktorer, inkludert intern og miljømessig opprinnelse. DNA-skader og mutasjoner er slike endringer som skjer i DNA. DNA-skade er referert til som et brudd eller en endring av den fysiske eller kjemiske strukturen til DNA. Mutasjon er definert som baseendringer i DNA-sekvensen. Den viktigste forskjellen mellom DNA-skade og mutasjon er at DNA-skader kan repareres korrekt av enzymer, mens mutasjoner ikke kan gjenkjennes og repareres av enzymer.
Hva er DNA-skade?
DNA-skade er en abnormitet i den fysiske og/eller kjemiske strukturen til DNA. På grunn av DNA-skade avviker strukturen fra den normale strukturen. DNA-skader oppstår for det meste under DNA-replikasjon. Tilsetning av feil nukleotid under replikasjonen skjer i hvert 108 basepar. Imidlertid blir 99 % av feilene korrigert under korrekturlesingsaktiviteten til DNA-polymeraseenzymer. De resterende 1 % vil ikke bli reparert og vil bli overført til neste generasjon som en mutasjon.
DNA-skader kan skje på grunn av introduksjon av illegitime baser under replikering, deaminering eller annen modifikasjon av baser, tap av en base fra DNA-ryggraden som resulterer i abasiske steder, enkelttrådbrudd, dobbelttrådbrudd, dannelse av pyrimidin dimerer, intra- og interstreng-kryssbinding osv. Disse DNA-skadene repareres konstant av de flere DNA-reparasjonsmekanismene i cellene. De inkluderer reparasjon av baseeksisjon, reparasjon av nukleotideksisjon, reparasjon av mismatch, homolog endesammenføyning eller ikke-homolog endesammenføyning osv.
Det er flere årsaker til DNA-skader. DNA-replikasjonsfeil resulterer i DNA-skader. DNA kan bli skadet på grunn av eksponering for UV-lys, giftige kjemikalier, ioniserende stråling, røntgenstråler, antitumormedisiner og skadelige cellulære biprodukter (oksygenradikaler, alkyleringsmidler).
Figur 01: DNA-skade ved UV-stråling
Hva er mutasjon?
Mutasjon er en endring i basesekvensen til DNA. Enzymer klarer ikke å gjenkjenne DNA-feil når de oppstår i begge trådene. Hvis baseendringene skjer i begge trådene i form av mutasjon, kan de ikke repareres av enzymene. Derfor overføres mutasjoner til de dupliserende genomene og overføres til de påfølgende generasjonene, og produserer forskjellige fenotyper. Muterte gener resulterer i forskjellige aminosyresekvenser som produserer feil proteinprodukter.
Mutasjoner kan genereres på grunn av endogene eller eksogene kilder som svikt i reparasjonsmekanismer, feil ved DNA-rekombinasjon og replikering, oksidativt stress, giftige kjemikalier, røntgen, UV-lys osv. Under replikering skjer mutasjoner med en hastighet av én mutasjon i hver 10. milliarder basepar som replikeres.
Utfallene av mutasjonene kan være positive (gunstige), negative (skadelige) og nøytrale. Mutasjoner finnes i forskjellige typer som punktmutasjoner, rammeskiftmutasjoner, missense-mutasjoner, stille mutasjoner og nonsensmutasjoner.
Figur 02: Mutasjon av UV
Hva er forskjellen mellom DNA-skade og mutasjon?
DNA-skade vs mutasjon |
|
| DNA-skade er enhver endring som et brudd eller endring som introduserer et avvik fra den vanlige dobbeltspiralformede strukturen. | Mutasjon er en arvelig DNA-skade som kan forårsake genotypevariasjon. |
| Reparability | |
| DNA-skader kan repareres på riktig måte av enzymer. | Mutasjon kan ikke repareres av enzymer. |
| Arvelighet | |
| Siden skader korrigeres av enzymene, overføres de ikke til påfølgende generasjoner | De overføres til påfølgende generasjoner. |
| Under replikering | |
| DNA-skader skjer for det meste under replikering i en nylig syntetisert streng. | Mutasjoner skjer hovedsakelig under replikeringen når feil mal velges, og begge strengene er modifisert. |
Sammendrag – DNA-skade vs mutasjon
DNA-skade og mutasjon er to typer feil som oppsto i DNA-strukturen. DNA-skade er enhver modifikasjon i den kjemiske eller fysiske strukturen til DNA som omdanner det til et endret DNA-molekyl enn det opprinnelige DNA-molekylet. Disse modifikasjonene spores raskt av enzymene og korrigeres før de konverteres til en arvelig endring k alt mutasjon. Mutasjon er en arvelig endring i basesekvensen til DNA. De gjenkjennes norm alt ikke av enzymene og utsettes for reparasjon. Mutasjoner fører til uønskede proteinprodukter og ulike fenotyper. Dette er forskjellen mellom DNA-skade og mutasjon.
