Razlika med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami

The ključna razlika med mutacijami DNK zaporedja in epigenetskimi spremembami je to med mutacijami DNK sekvence pride do sprememb v prvotnih zaporedjih DNK, medtem ko se med epigenetskimi spremembami spremembe ne pojavijo v prvotnih zaporedjih DNK.

Genom predstavlja celotno genetsko informacijo organizma v obliki natančnih sekvenc ali genov DNK. Določen gen vsebuje določeno genetsko kodo za tvorbo določenega proteina. Tako se geni izrazijo z dvema procesoma: prepisovanjem in prevajanjem. Vendar pa se zaradi različnih razlogov v DNA zaporedjih genov pojavijo spremembe. Tovrstne spremembe v nukleotidnih sekvencah imenujemo mutacije. Včasih se, tudi brez spreminjanja prvotnih zaporedij genov, genska ekspresija spremeni in proizvede različne fenotipe. Tem primerom pravimo epigenetske spremembe.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so mutacije zaporedja DNK 
3. Kaj so epigenetske spremembe
4. Podobnosti mutacij zaporedja DNK in epigenetskih sprememb
5. Primerjalna primerjava - mutacije zaporedja DNK proti epigenetskim spremembam v tabeli
6. Povzetek

Kaj so mutacije zaporedja DNK?

Mutacije so spremembe, ki se pojavijo v nukleotidnih zaporedjih DNK. Ko pride do mutacije, spremeni natančen nukleotidni vrstni red zaporedja DNK. Posledično se genetske informacije spremenijo v določenem zaporedju. Ena sama nukleotidna sprememba lahko povzroči škodljiv učinek na organizem; na primer genetske motnje. Vendar pa včasih to ne predstavlja nevarnosti. Če se mutacija pojavi v območju eksona gena, lahko to povzroči napačen protein. Poleg tega mutacije zarodnih linij povzročijo genetske motnje, ko preidejo na naslednjo generacijo, saj se pojavijo v spolnih celicah, kot so semenčice in jajčeca. Vendar je večina drugih mutacij nekoristnih.

Slika 01: Zaporedne mutacije DNK

Mutacije zaporedja DNA nastanejo kot posledica izpostavljenosti močnim kemikalijam in rakotvornim snovem, UV svetlobi, napakam v procesu podvajanja DNK, izpostavljenosti sevanjem itd. Poleg tega so nekatere mutacije spontane. Mutacije so lahko točkovne mutacije ali kromosomske mutacije. Spremembe posameznih nukleotidov ali točkovne mutacije se zgodijo zaradi vstavitev, delecij in substitucij. Po drugi strani se mutacije, ki povzročajo strukturne spremembe kromosomov, zgodijo zaradi podvajanja genov, izbrisov kromosomskih delov, kromosomske preureditve itd..

Kaj so epigenetske spremembe?

Epigenetika je preučevanje dednih sprememb genske ekspresije brez spreminjanja prvotnega zaporedja DNK. Zato se fenotipi spreminjajo brez spreminjanja genotipov v epigenetiki. To jasno pove, da obstajajo določeni dejavniki, ki poleg njihove sekvence DNK nadzirajo gensko ekspresijo in fenotipe. To so epigenetske spremembe. Te epigenetske modifikacije igrajo pomembno vlogo pri ekspresiji in regulaciji genov in igrajo pomembno vlogo pri celičnih procesih, kot so diferenciacija, razvoj in tumorigeneza..

Slika 02: Epigenetske spremembe

Nekatere epigenetske modifikacije so metilacija DNA, modifikacija histona in genetsko utišanje, posredovano z mikroRNA. Med metilacijo DNA pride do dodajanja metilne ali hidroksimetilne skupine na baze zaporedja DNK. Histoni so beljakovine, ki tvorijo kromatinska vlakna. Spremembe histona vodijo do strukturnih sprememb kromatina in sprememb v ekspresiji genov. Posebnost epigenetskih sprememb je, da vplivajo na izražanje genov, ne da bi pri tem škodili zaporedju gena. Vendar so epigenetske modifikacije povratne.

Kakšne so podobnosti med mutacijami sekvenc DNA in epigenetskimi spremembami?

• Mutacije zaporedja DNK in epigenetske spremembe so povezane z geni.
• Oba sta sposobna spremeniti fenotip.
• V organizmih povzročajo dedne spremembe.

Kakšna je razlika med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami?

Mutacije zaporedja DNK so stalne spremembe, ki se pojavljajo v zaporedjih DNK genoma. Po drugi strani so epigenetske spremembe dedne spremembe kemične in fizikalne narave kromatina, ki lahko spremenijo gensko izražanje. To je ključna razlika med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami. Poleg tega so mutacije zaporedja DNK lahko podedovane kot tudi neededirane. Po drugi strani so epigenetične spremembe dedne spremembe. To je tudi pomembna razlika med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami.

Poleg tega mutacije zaporedja DNK povzročajo spremembe v genetski informaciji, medtem ko epigenetske spremembe ne povzročajo sprememb v genetski informaciji. Še pomembneje je, da mutacije zaporedja DNK spremenijo prvotno nukleotidno zaporedje DNK, medtem ko epigenetske spremembe ne spremenijo prvotnega zaporedja DNA gena. To je še ena razlika med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami. Poleg tega obstajajo tri glavne vrste mutacij zaporedja DNK kot točkovne mutacije, mutiranje v okvirju in kromosomske mutacije. Po drugi strani obstajajo tri vrste epigenetskih sprememb, kot metilacija DNA, modifikacija histona in genetsko utišanje, posredovano z mikroRNA.

Spodaj na infografiki o razliki med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi modifikacijami so vse razlike primerjane.

Povzetek - Mutacije zaporedja DNK proti epigenetskim spremembam

Mutacije zaporedja DNK in epigenetske modifikacije so dve vrsti sprememb, ki se pojavita v genih. Pri mutacijah zaporedja DNK se natančno nukleotidno zaporedje trajno spremeni, medtem ko se pri epigenetskih modifikacijah originalno zaporedje DNK ne spremeni. Vendar pa epigenetske spremembe povzročijo spremembe v ekspresiji genov in s tem ustvarjajo spremembe v fenotipih. Poleg tega so epigenetske modifikacije povratne, za razliko od mutacij zaporedja DNA. Poleg tega so vse epigenetske modifikacije dedne, za razliko od mutacij zaporedja DNA. To je povzetek razlike med mutacijami zaporedja DNK in epigenetskimi spremembami.

Referenca:

1. "Genska mutacija." Nature News, Nature Publishing Group, na voljo tukaj.
2. "Epigenetska sprememba." NeuroImage, Academic Press, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Hromosomske mutacije-sl" avtor GYassineMrabetTalk & # x2709; Ta nedoločena W3C vektorska slika je bila ustvarjena z Inkscapeom. - Lastno delo, ki temelji na Chromosomenmutationen.png (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "Vloga HDAC-ov" avtorja Sm978 - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia