Різниця між генотоксичністю та мутагенністю

The ключова різниця між генотоксичністю та мутагенністю є те генотоксичність - це здатність речовини викликати токсичність на ДНК / генетичному матеріалі клітини, а мутагенність - здатність агента викликати мутації.

Генотоксичність та мутагенність - це два подібних терміни, які часто неправильно трактуються та взаємозамінно використовуються людьми. Гетотоксичність - це токсичний ефект, створений хімікалом або агентом на гени або ДНК клітини. Таким чином, хімічна речовина, яка має генотоксичну дію, є генотоксином. На відміну від цього, мутагенність - це здатність речовини викликати або викликати мутації. Генотоксичний хімікат не обов'язково є мутагенною речовиною. Вони можуть бути мутагенами. Однак усі мутагенні агенти генотоксичні, оскільки мають властивість руйнувати генетичний матеріал клітини.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке генотоксичність
3. Що таке мутагенність
4. Подібність між генотоксичністю та мутагенністю
5. Порівняльне порівняння - генотоксичність та мутагенність у табличній формі
6. Підсумок

Що таке генотоксичність?

Гетотоксичність - це здатність речовини створювати токсичність на генетичному матеріалі клітини, що веде насамперед до виникнення раку. Генотоксичні речовини можуть бути фізичними та хімічними речовинами, які можуть змінювати послідовності генів, ведучи зміни генетичної інформації. Якщо генотоксин впливає на генетичний матеріал соматичної клітини, він не буде спадковим. На відміну від цього, якщо генотоксичний ефект діє на статеві клітини, він може бути спадковим. Генотоксичний ефект може бути мінімізований за допомогою механізмів відновлення ДНК, головним чином ферментної активності клітини. Також при генотоксичності клітини можуть зазнати апоптозу.

Малюнок 01: Генотоксичні пошкодження

Пошкодження ДНК, викликані генотоксинами, можна проаналізувати за допомогою різних аналізів ДНК. Поширені пошкодження ДНК включають видалення, вставки, дволанцюгові розриви, хромосомні аберації та зшивання. Вилучення та вставки стосуються відповідно видалення та додавання пар основ. Більше того, дволанцюгові розриви утворюють нитки у дволанцюжкової ДНК, утворюючи тим самим фрагменти ДНК. З іншого боку, хромосомні аберації - це масштабні ефекти, які можуть перерости в зміни рівнистого рівня. Радіаційні та хімічні агенти, такі як алкилирующие агенти, оксиди азоту, аналоги основи, інтеркаляційні агенти - поширені генотоксини.

Що таке мутагенність?

Мутагенність - це здатність агента викликати мутації. Мутація - це постійна трансмісивна зміна ДНК, яка призводить до різних аномальних умов, якщо їх не відремонтувати. Агенти або хімічні речовини, що викликають мутації, є мутагенами. Як було сказано вище, мутагени - це генотоксини. Більше того, мутагени можуть бути фізичними, біологічними або хімічними агентами. Фізичні мутагени переважно включають різні типи випромінювання. Це можуть бути іонізуючі або неіонізуючі випромінювання. Ці випромінювання порушують подвійну спіральну структуру ДНК, викликаючи мутації. Крім того, біологічні мутагени включають різні віруси, які інфікують клітини та атакують ДНК. Тому ці віруси здатні включити свою ДНК до господаря, викликаючи мутації. Хімічні мутагени, з іншого боку, включають аналоги бази, види оксиду азоту, інтеркаляційні агенти, які можуть викликати переходи та перетворення послідовності ДНК. Вони призводять до утворення апуринових та апіримідинових ділянок, створюючи мутації в ДНК.

Малюнок 02: Ефект мутагену

Здатність до мутагенності знижується зі збільшенням ефективності ферментів відновлення ДНК та механізмів відновлення, що працюють в клітині. В іншому випадку мутації закінчуються причиною раку, генетичних порушень та різних ускладнень.

Які подібності між генотоксичністю та мутагенністю?

• Генотоксичність та мутагенність - це два явища, які впливають на гени або ДНК організму.
• Обидва здатні змінювати генетичний матеріал клітини.
• Більше того, існують хімічний та фізичний режими кожного ефекту.
• Гетотоксин може бути мутагеном чи ні, але всі мутагени є генотоксинами.
• Як мутагенність, так і генотоксичність можна знизити за рахунок дії ферментів та відновлення ДНК, що діють у клітині.
• Обидва можуть призвести до виникнення раку та інших генетичних захворювань на основі ДНК.

У чому різниця між генотоксичністю та мутагенністю?

Генотоксичність та мутагенність - це два терміни, які іноді вживаються взаємозамінно. Однак генотоксичність відноситься до здатності агента або хімікату надавати токсичний вплив на генетичний матеріал клітини, тоді як мутагенність є властивістю агента або речовини створювати або індукувати мутації в ДНК. Отже, це ключова різниця між генотоксичністю та мутагенністю.

Крім того, важливо пам’ятати, що хоча всі мутагени є генотоксичними, не всі генотоксичні речовини є мутагенними, оскільки генотоксини можуть бути мутагенами, канцерогенами або тератогенами.

Нижче в інфографіці підсумована різниця між генотоксичністю та мутагенністю.

Підсумок - Генотоксичність проти мутагенності

І генотоксичність, і мутагенність часто стосуються здатності агента змінювати ДНК клітини, що призводить до різних хромосомних аберацій та мутацій. Однак у глибокому сенсі генотоксичність стосується здатності агента змінювати структуру, вміст інформації або сегрегацію ДНК, тоді як мутагенність відноситься до властивості агента викликати генетичну мутацію. Отже, це ключова різниця між генотоксичністю та мутагенністю. Крім того, генотоксичність не обов'язково пов'язана з мутагенністю. Генотоксини можуть бути канцерогенами або тератогенами замість мутагенів. Але всі мутагени - генотоксини.

Довідка:

1. Філіпс, Девід Н і Волкер М Арльт. "Генотоксичність: пошкодження ДНК та її наслідки". EXS, Національна медична бібліотека США, 2009 р., Доступна тут.
2. Хсу, Куо-Сяан та ін. «Мутагенність у молекулі: виявлення основних структурних особливостей мутагенності за допомогою аналізу ешафотів». PloS One, Публічна бібліотека наук, 10 лютого 2016 р., Доступна тут.

Надано зображення:

1. "Генотоксичний збиток" від Genotox - Власна робота (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons
2. "Бензопіреновий аддукт ДНК 1JDG" від Zephyris (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons