Ключова разлика – увреждане на ДНК срещу мутация
ДНК носи генетичната информация на всяка клетка. Съхранява се с информация за наследствеността, която се предполага, че се предава от едно поколение на следващо поколение. Генетичната информация е скрита в ДНК молекулите под формата на точни нуклеотидни последователности. Има милиарди нуклеотиди и те са подредени в групи, наречени гени. Гените са кодирани с инструкции, за да направят всички протеини и други материали, необходими за растежа, развитието и метаболизма на организма. Броят и точният ред на нуклеотидите в ДНК определят свойствата на всеки организъм. Следователно поддържането на целостта и стабилността на ДНК са жизненоважни за живота. Въпреки това, ДНК постоянно се подлага на промени поради различни фактори, включително вътрешен и екологичен произход. Уврежданията и мутациите на ДНК са такива промени, които настъпват в ДНК. Увреждането на ДНК се нарича счупване или промяна на физическата или химичната структура на ДНК. Мутацията се определя като основни промени в ДНК последователността. Ключовата разлика между увреждането на ДНК и мутацията е, че уврежданията на ДНК могат да бъдат правилно поправени от ензими, докато мутациите не могат да бъдат разпознати и поправени от ензими.
Какво е увреждане на ДНК?
Увреждането на ДНК е аномалия на физическата и/или химичната структура на ДНК. Поради увреждане на ДНК структурата му се отклонява от нормалната структура. Уврежданията на ДНК възникват най-вече по време на репликацията на ДНК. Добавянето на грешен нуклеотид по време на репликацията се случва на всеки 108 базови двойки. Въпреки това, 99% от грешките се коригират по време на коректорската дейност на ензимите на ДНК полимераза. Останалият 1% няма да бъде поправен и ще бъде предаден на следващото поколение като мутация.
Могат да възникнат увреждания на ДНК поради въвеждането на нелегитимни бази по време на репликация, дезаминиране или друга модификация на базите, загуба на база от гръбнака на ДНК, водеща до абазични места, скъсвания на единични вериги, скъсвания на двойни вериги, образуване на пиримидин димери, вътрешно и междуверижно омрежване и т.н. Тези увреждания на ДНК непрекъснато се поправят от няколко механизма за възстановяване на ДНК в клетките. Те включват възстановяване чрез изрязване на основата, възстановяване на изрязване на нуклеотиди, възстановяване на несъответствие, свързване на хомоложни краища или нехомоложни краища и др.
Има няколко причини за увреждане на ДНК. Грешките в репликацията на ДНК водят до увреждане на ДНК. ДНК може да бъде увредена поради излагане на UV светлина, токсични химикали, йонизиращо лъчение, рентгенови лъчи, противотуморни лекарства и вредни клетъчни странични продукти (кислородни радикали, алкилиращи агенти).
Фигура 01: Увреждане на ДНК от UV радиация
Какво е мутация?
Мутацията е промяна в основната последователност на ДНК. Ензимите не успяват да разпознаят ДНК грешки, когато се появят и в двете вериги. Ако основните промени се случат и в двете нишки под формата на мутация, те не могат да бъдат поправени от ензимите. Следователно, мутациите се предават на дублиращите се геноми и се предават на следващите поколения, произвеждайки различни фенотипове. Мутиралите гени водят до различни аминокиселинни последователности, които произвеждат грешни протеинови продукти.
Мутациите могат да се генерират поради ендогенни или екзогенни източници като отказ на възстановителни механизми, грешки при рекомбинация и репликация на ДНК, оксидативен стрес, токсични химикали, рентгенови лъчи, ултравиолетова светлина и т.н. По време на репликацията мутациите възникват със скорост от една мутация на всеки 10 милиарда базови двойки, които се репликират.
Резултатите от мутациите могат да бъдат положителни (полезни), отрицателни (вредни) и неутрални. Мутациите са в различни видове, като точкови мутации, мутации с изместване на рамката, миссенс мутация, тихи мутации и безсмислени мутации.
Фигура 02: Мутация чрез UV
Каква е разликата между увреждане на ДНК и мутация?
Увреждане на ДНК срещу мутация |
|
| Увреждането на ДНК е всяка промяна като прекъсване или промяна, която води до отклонение от обичайната двойноспирална структура. | Мутацията е наследствено увреждане на ДНК, което може да причини вариация на генотипа. |
| Поправимост | |
| Увреждането на ДНК може да бъде правилно поправено от ензими. | Мутацията не може да бъде поправена от ензими. |
| Наследственост | |
| Тъй като щетите се коригират от ензимите, те не се предават на следващите поколения | Те се предават на следващите поколения. |
| По време на репликация | |
| Уврежданията на ДНК се случват най-вече по време на репликацията в новосинтезираща се верига. | Мутации се случват най-вече по време на репликацията, когато е избран грешен шаблон и двете нишки са модифицирани. |
Обобщение – увреждане на ДНК срещу мутация
Увреждането и мутацията на ДНК са два вида грешки, възникващи в структурата на ДНК. Увреждането на ДНК е всяка модификация в химическата или физическата структура на ДНК, превръщаща я в променена ДНК молекула в сравнение с оригиналната ДНК молекула. Тези модификации бързо се проследяват от ензимите и се коригират, преди да се превърнат в наследствена промяна, наречена мутация. Мутацията е наследствена промяна в основната последователност на ДНК. Те обикновено не се разпознават от ензимите и не се подлагат на възстановяване. Мутациите водят до нежелани протеинови продукти и различни фенотипове. Това е разликата между увреждане на ДНК и мутация.
