Ключевая разница - повреждение ДНК и мутация
ДНК несет в себе генетическую информацию каждой клетки. Он хранится с информацией о наследственности, которая должна передаваться от одного поколения к следующему поколению. Генетическая информация скрыта внутри молекул ДНК в виде точных последовательностей нуклеотидов. Есть миллиарды нуклеотидов, и они организованы в группы, называемые генами. Гены закодированы с инструкциями по производству всех белков и других материалов, необходимых для роста, развития и метаболизма организма. Количество и точный порядок нуклеотидов в ДНК определяют свойства каждого организма. Поэтому поддержание целостности и стабильности ДНК жизненно важно для жизни. Однако ДНК постоянно подвергается изменениям из-за различных факторов, в том числе внутреннего и экологического происхождения. Повреждения и мутации ДНК - это такие изменения, которые происходят в ДНК. Повреждение ДНК называют поломкой или изменением физической или химической структуры ДНК. Мутация определяется как изменение основания в последовательности ДНК. Ключевое различие между повреждением ДНК и мутацией заключается в том, что повреждения ДНК могут быть правильно восстановлены ферментами, тогда как мутации не могут быть распознаны и восстановлены ферментами.
Что такое повреждение ДНК?
Повреждение ДНК – это аномалия физической и/или химической структуры ДНК. Из-за повреждения ДНК ее структура отклоняется от нормальной структуры. Повреждения ДНК в основном происходят во время репликации ДНК. Добавление неправильного нуклеотида во время репликации происходит через каждые 108 пар оснований. Однако 99% ошибок исправляются при корректирующей деятельности ферментов ДНК-полимеразы. Оставшийся 1% не будет восстановлен и будет передан следующему поколению в виде мутации.
Повреждения ДНК могут возникать из-за введения нелегитимных оснований во время репликации, дезаминирования или других модификаций оснований, потери основания из остова ДНК, что приводит к абазическим участкам, разрывам одиночных цепей, разрывам двойных цепей, образованию пиримидинов. димеры, сшивание внутри и между нитями и т. д. Эти повреждения ДНК постоянно восстанавливаются с помощью нескольких механизмов восстановления ДНК в клетках. Они включают репарацию эксцизионных оснований, репарацию эксцизионных нуклеотидов, репарацию несоответствия, гомологичное соединение концов или негомологичное соединение концов и т. д.
Есть несколько причин повреждения ДНК. Ошибки репликации ДНК приводят к повреждению ДНК. ДНК может быть повреждена из-за воздействия УФ-излучения, токсичных химических веществ, ионизирующего излучения, рентгеновских лучей, противоопухолевых препаратов и вредных клеточных побочных продуктов (кислородных радикалов, алкилирующих агентов).
Рисунок 01: Повреждение ДНК УФ-излучением
Что такое мутация?
Мутация – это изменение последовательности оснований ДНК. Ферменты не могут распознать ошибки ДНК, когда они возникают в обеих цепях. Если изменения оснований происходят в обеих цепях в виде мутаций, они не могут быть восстановлены ферментами. Следовательно, мутации передаются дублирующимся геномам и передаются последующим поколениям, производя разные фенотипы. Мутировавшие гены приводят к различным аминокислотным последовательностям, которые производят неправильные белковые продукты.
Мутации могут возникать из-за эндогенных или экзогенных источников, таких как отказ механизмов репарации, ошибки рекомбинации и репликации ДНК, окислительный стресс, токсичные химические вещества, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение и т. д. Во время репликации мутации происходят со скоростью одной мутации на каждые 10 миллиардов пар оснований, которые реплицируются.
Исходы мутаций могут быть положительными (полезными), отрицательными (вредными) и нейтральными. Мутации бывают разных типов, таких как точечные мутации, мутации со сдвигом рамки, миссенс-мутации, молчащие мутации и нонсенс-мутации.
Рисунок 02: Мутация с помощью УФ
В чем разница между повреждением ДНК и мутацией?
Повреждения ДНК и мутации |
|
| Повреждение ДНК - это любое изменение, такое как разрыв или изменение, которое приводит к отклонению от обычной двойной спирали структуры. | Мутация – это наследственное повреждение ДНК, которое может вызвать изменение генотипа. |
| Ремонтность | |
| Повреждения ДНК можно правильно восстановить с помощью ферментов. | Мутация не может быть устранена ферментами. |
| Наследуемость | |
| Поскольку повреждения исправляются ферментами, они не передаются последующим поколениям | Они передаются последующим поколениям. |
| Во время репликации | |
| Повреждения ДНК в основном происходят во время репликации во вновь синтезирующейся цепи. | Мутации происходят в основном во время репликации, когда выбирается неправильный шаблон и модифицируются обе нити. |
Резюме – Повреждение ДНК и мутация
Повреждения и мутации ДНК - это два типа ошибок, возникающих в структуре ДНК. Повреждение ДНК - это любая модификация химической или физической структуры ДНК, превращающая ее в измененную молекулу ДНК, отличную от исходной молекулы ДНК. Эти модификации быстро отслеживаются ферментами и исправляются, прежде чем превратиться в наследственное изменение, называемое мутацией. Мутация – это наследуемое изменение последовательности оснований ДНК. В норме они не распознаются ферментами и не подвергаются репарации. Мутации приводят к нежелательным белковым продуктам и различным фенотипам. В этом разница между повреждением ДНК и мутацией.
