Різниця між пошкодженням ДНК та мутацією

Ключова різниця - пошкодження ДНК проти мутації
 

ДНК несе генетичну інформацію кожної клітини. Він зберігається з інформацією про спадковість, яка повинна передаватися від одного покоління до наступного покоління. Генетична інформація прихована в молекулах ДНК у вигляді точних нуклеотидних послідовностей. Існують мільярди нуклеотидів, і вони розташовані в групи, звані генами. Гени кодуються інструкціями, щоб зробити всі білки та інші матеріали необхідними для росту, розвитку та метаболізму організму. Кількість та точний порядок нуклеотидів у ДНК визначають властивості кожного організму. Тому підтримка цілісності та стабільності ДНК життєво важливі для життя. Однак ДНК постійно зазнають змін через різні фактори, включаючи внутрішнє та екологічне походження. Пошкодження і мутації ДНК - це такі зміни, які відбуваються в ДНК. Пошкодження ДНК називається розривом або зміною фізичної або хімічної структури ДНК. Мутація визначається як зміна бази в послідовності ДНК. Ключова різниця між пошкодженням ДНК та мутацією полягає в тому, що Пошкодження ДНК можна правильно відшкодувати ферментами, тоді як мутації не можна розпізнати та відшкодувати ферментами.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке пошкодження ДНК
3. Що таке мутація
4. Побічне порівняння - пошкодження ДНК та мутація
5. Підсумок

Що таке пошкодження ДНК?

Пошкодження ДНК - це порушення фізичної та / або хімічної структури ДНК. Через пошкодження ДНК її структура відхиляється від нормальної структури. Пошкодження ДНК в основному виникають під час реплікації ДНК. Додавання неправильного нуклеотиду під час реплікації відбувається у кожні 10⁸ пар основ. Однак 99% помилок виправляються під час коректури активності ферментів ДНК-полімерази. Решта 1% не будуть відремонтовані і передаються наступному поколінню як мутація.

Пошкодження ДНК може статися через введення нелегітимних підстав під час реплікації, дезамінації чи інших модифікацій підстав, втрати основи з кістяка ДНК, що призводить до абазичних ділянок, одиночних розривів ланцюга, подвійних обривів ланцюга, утворення димерів піримідину, внутрішньої та міжшлункової зшивання тощо. Ці пошкодження ДНК постійно відновлюються кількома механізмами відновлення ДНК у клітинах. Вони включають відновлення базового висічення, виправлення нуклеотидного висічення, відновлення невідповідності, з'єднання гомологічного кінця або не гомологічне кінцеве з'єднання тощо.

Існує кілька причин пошкодження ДНК. Помилки реплікації ДНК призводять до пошкодження ДНК. ДНК може бути пошкоджена через потрапляння ультрафіолетового світла, токсичних хімічних речовин, іонізуючого випромінювання, рентгенівських променів, протипухлинних препаратів та шкідливих клітинних побічних продуктів (радикали кисню, алкілуючі агенти).

Малюнок 01: Пошкодження ДНК ультрафіолетовим випромінюванням

Що таке мутація?

Мутація - це зміна базової послідовності ДНК. Ферменти не впізнають помилки ДНК, коли вони трапляються в обох ланцюгах. Якщо основні зміни відбуваються в обох ланцюгах у вигляді мутації, їх не можна відновити ферментами. Тому мутації передаються геномам, що дублюються, і передаються наступним поколінням, продукуючи різні фенотипи. Мутовані гени призводять до різних амінокислотних послідовностей, які виробляють неправильні білкові продукти.

Мутації можуть генеруватися за рахунок ендогенних або екзогенних джерел, таких як відмова механізмів відновлення, помилки рекомбінації та реплікації ДНК, окислювальний стрес, токсичні хімічні речовини, рентген, УФ світло та ін. Під час реплікації мутації відбуваються зі швидкістю однієї мутації у кожній 10 мільярдів пар базових, які тиражуються.

Результати мутацій можуть бути позитивними (корисними), негативними (згубними) та нейтральними. Мутації бувають різних типів, таких як точкові мутації, мутації зміщення кадрів, мутація помилок, беззвучні мутації та безглузді мутації.

Малюнок 02: Мутація за допомогою УФ

Яка різниця між пошкодженням ДНК та мутацією?

Пошкодження ДНК проти мутації
Пошкодження ДНК - це будь-яка зміна, така як розрив чи зміна, яка вносить відхилення від звичної подвійної спіральної структури.	Мутація - це спадкове пошкодження ДНК, яке може спричинити зміни генотипу.
Поправність
Пошкодження ДНК можна правильно відшкодувати ферментами.	Мутацію неможливо відновити ферментами.
Спадковість
Оскільки пошкодження коригуються ферментами, вони не передаються наступним поколінням	Їх передають наступним поколінням.
Під час реплікації
Пошкодження ДНК здебільшого трапляються під час реплікації в нещодавно синтезованій ланцюзі.	Мутації трапляються здебільшого під час реплікації, коли вибирається неправильний шаблон, і обидва нитки модифікуються.

Підсумок - Пошкодження ДНК та мутація

Пошкодження та мутація ДНК - це два типи помилок у структурі ДНК. Пошкодження ДНК - це будь-яка модифікація хімічної чи фізичної структури ДНК, що перетворює її в змінену молекулу ДНК, ніж вихідна молекула ДНК. Ці модифікації швидко простежуються ферментами та виправляються перед перетворенням у спадкову зміну, яку називають мутацією. Мутація - це спадкове зміна базової послідовності ДНК. Вони, як правило, не розпізнаються ферментами і піддаються відновленню. Мутації призводять до небажаних білкових продуктів та різних фенотипів. Це різниця між пошкодженням ДНК та мутацією.
Довідка:
1. Сюзанна Клансі. "Пошкодження ДНК та її відновлення: механізми збереження цілісності ДНК". Новини природи. Nature Publishing Group, 2008. Веб. 11 березня 2017 року
2. Лодиш, Харві. "Пошкодження та відновлення ДНК та їх роль у канцерогенезі". Біологія молекулярних клітин. 4-е видання. Національна медична бібліотека США, 01 січня 1970. Веб. 12 березня 2017 року
3. Чакаров, Стоян, Румена Петкова, Георгій Ч. Русєв, Микола Желев. «Пошкодження та мутація ДНК. Типи пошкодження ДНК ». BioDiscovery. Данді Science Press, 23 лютого 2014. Інтернет. 13 березня 2017 року

Надано зображення:
1. "Пряме пошкодження ДНК" De Gerriet41 - Trabajo propio (Dominio público) через Commons Wikimedia 
2. "УФ мутація ДНК" від NASA / David Herring - NASA, (Public Domain) через Wikimedia Commons