Atšķirība starp DNS bojājumiem un mutācijām

Galvenā atšķirība - DNS bojājumi vs mutācijas
 

DNS satur katras šūnas ģenētisko informāciju. Tas tiek glabāts kopā ar iedzimtības informāciju, kuru paredzēts nodot no vienas paaudzes nākamajai paaudzei. Ģenētiskā informācija tiek paslēpta DNS molekulās precīzu nukleotīdu secību veidā. Ir miljardiem nukleotīdu, un tie ir izvietoti grupās, ko sauc par gēniem. Gēni tiek kodēti ar norādījumiem, kā padarīt visus proteīnus un citus materiālus, kas nepieciešami organisma augšanai, attīstībai un metabolismam. Nukleotīdu skaits un precīza secība DNS nosaka katra organisma īpašības. Tāpēc DNS integritātes un stabilitātes saglabāšana ir vitāli nepieciešama dzīvībai. Tomēr DNS pastāvīgi tiek pakļautas izmaiņām dažādu faktoru ietekmē, ieskaitot iekšējo un vides izcelsmi. DNS bojājumi un mutācijas ir tādas izmaiņas, kas notiek DNS. DNS bojājumus sauc par DNS fiziskās vai ķīmiskās struktūras pārrāvumu vai izmaiņām. Mutācija tiek definēta kā bāzes izmaiņas DNS secībā. Galvenā atšķirība starp DNS bojājumiem un mutācijām ir tā Fermentus DNS bojājumus var pareizi novērst, turpretī fermentus mutācijas nevar atpazīt un labot.

SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir DNS bojājumi
3. Kas ir mutācija
4. Blakus salīdzinājums - DNS bojājumi vs mutācijas
5. Kopsavilkums

Kas ir DNS bojājumi?

DNS bojājumi ir DNS fiziskās un / vai ķīmiskās struktūras novirzes. DNS bojājumu dēļ tā struktūra novirzās no normālas struktūras. DNS bojājumi lielākoties rodas DNS replikācijas laikā. Nepareiza nukleotīda pievienošana replikācijas laikā notiek katrā 10⁸ bāzes pāri. Tomēr 99% kļūdu tiek labotas DNS polimerāzes enzīmu korektūras aktivitātes laikā. Atlikušie 1% netiks salaboti un kā mutācija tiks nodoti nākamajai paaudzei.

DNS bojājumi var notikt sakarā ar nelikumīgu bāzu ieviešanu replikācijas, deaminācijas vai citu bāzu modifikācijas laikā, pamatnes zaudēšanu no DNS mugurkaula, kā rezultātā rodas abasiskas vietas, vienas virknes pārrāvumi, dubultās virknes pārtraukumi, pirimidīna dimeru veidošanās, intra un interstrand sašūšana utt. Šos DNS bojājumus pastāvīgi novērš vairāki DNS atjaunošanas mehānismi šūnās. Tajos ietilpst bāzes izgriešanas labošana, nukleotīdu izgriešanas labošana, neatbilstības labošana, homologo galu savienojumi vai nehomologie galu savienojumi utt..

DNS bojājumiem ir vairāki iemesli. DNS replikācijas kļūdu rezultātā tiek bojāti DNS. DNS var sabojāt ultravioletā starojuma, toksisku ķīmisku vielu, jonizējoša starojuma, rentgena staru, pretvēža zāļu un kaitīgu šūnu blakusproduktu (skābekļa radikāļu, alkilējošo vielu) ietekmē..

01. attēls: DNS bojājumi UV starojuma ietekmē

Kas ir mutācija?

Mutācija ir izmaiņas DNS pamat secībā. Fermenti nespēj atpazīt DNS kļūdas, ja tās rodas abos virzienos. Ja bāzes izmaiņas notiek abos virzienos mutāciju veidā, fermenti tos nevar labot. Tādēļ mutācijas tiek pārnestas uz kopējošajiem genomiem un nodotas nākamajām paaudzēm, iegūstot dažādus fenotipus. Mutētu gēnu rezultātā rodas dažādas aminoskābju sekvences, kas rada nepareizus olbaltumvielu produktus.

Mutācijas var rasties endogēno vai eksogēno avotu dēļ, piemēram, atjaunošanas mehānismu neveiksme, DNS rekombinācijas un replikācijas kļūdas, oksidatīvais stress, toksiskas ķīmiskas vielas, rentgena starojums, UV gaisma utt. Replikācijas laikā mutācijas notiek ar ātrumu viena mutācija katrā 10 miljardi bāzes pāri, kas tiek atkārtoti.

Mutāciju rezultāti var būt pozitīvi (labvēlīgi), negatīvi (kaitīgi) un neitrāli. Mutācijas ir dažāda veida, piemēram, punktu mutācijas, kadru maiņas mutācijas, missense mutācijas, klusās mutācijas un muļķības mutācijas.

02. Attēls. Mutācija ar UV starojumu

Kāda ir atšķirība starp DNS bojājumiem un mutācijām?

DNS bojājumi vs mutācijas
DNS bojājumi ir jebkuras izmaiņas, piemēram, pārtraukums vai izmaiņas, kas rada novirzi no parastās divkāršās spirālveida struktūras.	Mutācija ir iedzimts DNS bojājums, kas var izraisīt genotipa izmaiņas.
Atkārtojamība
Fermentus DNS bojājumus var pareizi novērst.	Fermentus mutācija nevar izlabot.
Pārmantojamība
Tā kā fermenti izlabo bojājumus, tie netiek nodoti nākamajām paaudzēm	Tie tiek nodoti nākamajām paaudzēm.
Replikācijas laikā
DNS bojājumi lielākoties notiek replikācijas laikā tikko sintezējošā virknē.	Mutācijas lielākoties notiek replikācijas laikā, kad tiek izvēlēta nepareiza veidne, un abi virzieni tiek modificēti.

Kopsavilkums - DNS bojājumi vs mutācijas

DNS bojājumi un mutācija ir divu veidu kļūdas, kas notikušas DNS struktūrā. DNS bojājums ir jebkura DNS ķīmiskās vai fizikālās struktūras modifikācija, pārveidojot to par izmainītu DNS molekulu nekā sākotnējā DNS molekula. Šīs modifikācijas fermenti ātri izseko un koriģē pirms pārvēršanas pārmantojamās pārmaiņās, ko sauc par mutācijām. Mutācija ir pārmantojamas izmaiņas DNS pamatnes secībā. Fermenti tos parasti neatpazīst un atjauno. Mutāciju rezultātā rodas nevēlami olbaltumvielu produkti un dažādi fenotipi. Šī ir atšķirība starp DNS bojājumiem un mutācijām.
Atsauce:
1. Suzanne Clancy. “DNS bojājumi un labošana: DNS integritātes uzturēšanas mehānismi.” Dabas ziņas. Dabas izdevēju grupa, 2008. Web. 2017. gada 11. marts
2. Lodish, Hārvijs. “DNS bojājumi un atjaunošana un to loma kanceroģenēzē.” Molekulāro šūnu bioloģija. 4. izdevums. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 1970. gada 1. janvāris. Web. 2017. gada 12. marts
3. Čakarovs, Stojans, Romēna Petkova, Georgs Č Russevs un Nikolajs Žeļevs. “DNS bojājumi un mutācija. DNS bojājumu veidi. ” BioDiscovery. Dundee Science Press, 2014. gada 23. februāris. Tīmeklis. 2017. gada 13. marts

Attēla pieklājība:
1. “Tiešs DNS bojājums” De Gerriet41 - Trabajo propio (Dominio público), izmantojot Commons Wikimedia 
2. “DNS UV mutācija” NASA / Deivids Herings - NASA, (publiskais īpašums), izmantojot Commons Wikimedia