Atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti

galvenā atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti ir tā genotoksicitāte ir vielas spēja izraisīt toksicitāti šūnas DNS / ģenētiskajam materiālam, savukārt mutagenitāte ir aģenta spēja izraisīt mutācijas.

Genotoksicitāte un mutagenitāte ir divi līdzīgi termini, kurus cilvēki bieži interpretē nepareizi un savstarpēji aizvieto. Genotoksicitāte ir toksiska iedarbība, ko ķīmiska viela vai līdzeklis rada uz šūnas gēniem vai DNS. Tādējādi ķīmiska viela, kurai ir genotoksiska iedarbība, ir genotoksīns. Turpretī mutagenitāte ir vielas spēja izraisīt vai izraisīt mutācijas. Genotoksiska viela ne vienmēr ir mutagēna viela. Tie var būt mutagēni. Tomēr visi mutagēni aģenti ir genotoksiski, jo tiem ir īpašība iznīcināt šūnas ģenētisko materiālu.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir genotoksicitāte
3. Kas ir mutagenitāte
4. Genotoksicitātes un mutagenitātes līdzības
5. Salīdzinājums blakus - genotoksicitāte pret mutagenitāti tabulas veidā
6. Kopsavilkums

Kas ir genotoksicitāte??

Genotoksicitāte ir vielas spēja radīt toksicitāti šūnas ģenētiskajam materiālam, galvenokārt izraisot vēzi. Genotoksiskas vielas var būt fizikālas un ķīmiskas vielas, kas var mainīt gēnu secību, izraisot izmaiņas ģenētiskajā informācijā. Ja genotoksīns ietekmē somatiskās šūnas ģenētisko materiālu, tas nebūs iedzimts. Turpretī, ja genotoksiskā iedarbība ietekmē dzimumšūnas, tā var būt iedzimta. Genotoksisko efektu var samazināt līdz ar DNS atjaunošanas mehānismiem, galvenokārt šūnas enzīmu aktivitāti. Arī pēc genotoksicitātes šūnas var tikt pakļautas apoptozei.

01. attēls: Genotoksiski bojājumi

Genotoksīnu izraisītos DNS bojājumus var analizēt, izmantojot dažādus DNS testus. Bieži sastopamie DNS bojājumi ietver dzēšanu, ievietošanu, divpusējus pārtraukumus, hromosomu aberācijas un šķērssavienojumus. Svītrojumi un ievietojumi attiecas attiecīgi uz bāzes pāru noņemšanu un pievienošanu. Turklāt divpavedienu pārtraukumi veido niķus divpusējā DNS, tādējādi veidojot DNS fragmentus. No otras puses, hromosomu aberācijas ir liela mēroga sekas, kas var mainīties ploidijas līmenī. Radiācijas un ķīmiskie līdzekļi, piemēram, alkilējošie līdzekļi, slāpekļa oksīdi, bāzes analogi, starpkalācijas līdzekļi, ir izplatīti genotoksīni.

Kas ir mutagenitāte?

Mutagenitāte ir aģenta spēja izraisīt mutācijas. Mutācija ir pastāvīgas transmisīvas izmaiņas DNS, kas izraisa atšķirīgus patoloģiskus apstākļus, ja tos neizlabo. Aģenti vai ķīmiskas vielas, kas izraisa mutācijas, ir mutagēni. Kā minēts iepriekš, mutagēni ir genotoksīni. Turklāt mutagēni var būt fizikāli, bioloģiski vai ķīmiski aģenti. Fiziskie mutagēni galvenokārt ietver dažādus starojuma veidus. Tas var būt jonizējošs vai nejonizējošs starojums. Šie izstarojumi izjauc DNS dubultās spirāles struktūru, izraisot mutācijas. Turklāt bioloģiskajos mutagēnos ietilpst dažādi vīrusi, kas inficē šūnas un uzbrūk DNS. Tādēļ šie vīrusi ir spējīgi inkorporēt savu DNS saimniekdatorā, izraisot mutācijas. No otras puses, ķīmiskajos mutagēnos ietilpst bāzes analogi, slāpekļa oksīdu sugas, starpkalācijas līdzekļi, kas var izraisīt DNS sekvences pārejas un transversijas. Tie noved pie apurīnisko un apirimidīnu vietu veidošanās, veidojot mutācijas DNS.

02 attēls. Mutagēna iedarbība

Spēja mutagenitātei samazinās, palielinoties šūnā darbojošos DNS remonta enzīmu un atjaunošanas mehānismu efektivitātei. Pretējā gadījumā mutācijas galu galā izraisa vēzi, ģenētiskus traucējumus un dažādas komplikācijas.

Kādas ir līdzības starp genotoksicitāti un mutagenitāti?

• Genotoksicitāte un mutagenitāte ir divas parādības, kas ietekmē organisma gēnus vai DNS.
• Abi spēj mainīt šūnas ģenētisko materiālu.
• Turklāt katram efektam ir ķīmiski un fizikāli režīmi.
• Genotoksīns var būt mutagēns vai nē, bet visi mutagēni ir genotoksīni.
• Gan mutagenitāti, gan genotoksicitāti var samazināt ar DNS remonta enzīmu un šūnā darbojošos mehānismu darbību.
• Abi šie gadījumi var izraisīt vēzi un citas ģenētiskas slimības, kuru pamatā ir DNS.

Kāda ir atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti?

Genotoksicitāte un mutagenitāte ir divi termini, ko dažreiz lieto savstarpēji aizstājot. Tomēr genotoksicitāte attiecas uz aģenta vai ķīmiskas vielas spēju toksiski ietekmēt šūnas ģenētisko materiālu, savukārt mutagenitāte ir aģenta vai vielas īpašums, lai radītu vai ierosinātu mutācijas DNS. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti.

Turklāt ir svarīgi atcerēties, ka, lai gan visi mutagēni ir genotoksiski, ne visas genotoksiskās vielas ir mutagēnas, jo genotoksīni var būt mutagēni, kancerogēni vai teratogēni.

Zemāk infografikā ir apkopota atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti.

Kopsavilkums - Genotoksicitāte pret mutagenitāti

Gan genotoksicitāte, gan mutagenitāte bieži attiecas uz aģenta spēju mainīt šūnas DNS, izraisot dažādas hromosomu aberācijas un mutācijas. Tomēr dziļā nozīmē genotoksicitāte attiecas uz aģenta spēju mainīt DNS struktūru, informācijas saturu vai segregāciju, savukārt mutagenitāte attiecas uz aģenta īpašību izraisīt ģenētisko mutāciju. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp genotoksicitāti un mutagenitāti. Turklāt genotoksicitāte nav obligāti saistīta ar mutagenitāti. Genotoksīni mutagēnu vietā var būt kancerogēni vai teratogēni. Bet visi mutagēni ir genotoksīni.

Atsauce:

1. Phillips, David H un Volker M Arlt. “Genotoksicitāte: DNS bojājumi un to sekas.” EXS, ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 2009, pieejama šeit.
2. Hsu, Kuo-Hsiang et al. “Mutagenitāte molekulā: Mutagenitātes galveno strukturālo īpašību identificēšana, izmantojot sastatņu analīzi.” PloS One, Zinātnes publiskā bibliotēka, 2016. gada 10. februāris, pieejama šeit.

Attēla pieklājība:

1. Genotox “Genotoxic Damage” - pašu darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Benzopirēna DNS addukts 1JDG”, izveidojis Zephyris (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia