Kľúčový rozdiel – poškodenie DNA verzus mutácia
DNA nesie genetickú informáciu každej bunky. Je uložený s informáciami o dedičnosti, ktoré sa majú prenášať z jednej generácie na ďalšiu generáciu. Genetická informácia je ukrytá v molekulách DNA vo forme presných nukleotidových sekvencií. Existujú miliardy nukleotidov a sú usporiadané do skupín nazývaných gény. Gény sú zakódované s pokynmi, aby vytvorili všetky proteíny a ďalšie materiály nevyhnutné pre rast, vývoj a metabolizmus organizmu. Počet a presné poradie nukleotidov v DNA určujú vlastnosti každého organizmu. Preto je zachovanie integrity a stability DNA životne dôležité. DNA však neustále podlieha zmenám v dôsledku rôznych faktorov vrátane vnútorného a environmentálneho pôvodu. Poškodenie DNA a mutácie sú také zmeny, ktoré sa vyskytujú v DNA. Poškodenie DNA sa označuje ako zlomenie alebo zmena fyzikálnej alebo chemickej štruktúry DNA. Mutácia je definovaná ako zmeny bázy v sekvencii DNA. Kľúčový rozdiel medzi poškodením DNA a mutáciou je v tom, že poškodenia DNA môžu byť správne opravené enzýmami, zatiaľ čo mutácie nemôžu byť rozpoznané a opravené enzýmami.
Čo je poškodenie DNA?
Poškodenie DNA je abnormalita fyzikálnej a/alebo chemickej štruktúry DNA. V dôsledku poškodenia DNA sa jej štruktúra odchyľuje od normálnej štruktúry. K poškodeniu DNA väčšinou dochádza počas replikácie DNA. Pridanie nesprávneho nukleotidu počas replikácie sa deje každých 108 párov báz. 99 % chýb je však opravených počas korektúry enzýmov DNA polymerázy. Zvyšné 1% nebude opravené a bude odovzdané ďalšej generácii ako mutácia.
Poškodenie DNA môže nastať v dôsledku zavedenia nelegitímnych báz počas replikácie, deaminácie alebo inej modifikácie báz, straty bázy z hlavného reťazca DNA, čo má za následok abázické miesta, jednovláknové zlomy, dvojvláknové zlomy, tvorbu pyrimidínu Tieto poškodenia DNA sú neustále opravované niekoľkými mechanizmami na opravu DNA v bunkách. Zahŕňajú opravu excízie bázy, opravu excízie nukleotidov, opravu nesúladu, spájanie homológnych alebo nehomologických koncov atď.
Poškodenie DNA má niekoľko príčin. Chyby replikácie DNA vedú k poškodeniu DNA. DNA môže byť poškodená v dôsledku vystavenia UV svetlu, toxickým chemikáliám, ionizujúcemu žiareniu, röntgenovému žiareniu, protinádorovým liekom a škodlivým bunkovým vedľajším produktom (kyslíkové radikály, alkylačné činidlá).
Obrázok 01: Poškodenie DNA UV žiarením
Čo je mutácia?
Mutácia je zmena v sekvencii báz DNA. Enzýmy nedokážu rozpoznať chyby DNA, keď sa vyskytujú v oboch vláknach. Ak dôjde k zmenám bázy v oboch reťazcoch vo forme mutácie, nemôžu byť opravené enzýmami. Preto sa mutácie prenášajú do duplikujúcich sa genómov a odovzdávajú sa nasledujúcim generáciám, čím vznikajú rôzne fenotypy. Mutované gény vedú k rôznym aminokyselinovým sekvenciám, ktoré produkujú nesprávne proteínové produkty.
Mutácie môžu vznikať v dôsledku endogénnych alebo exogénnych zdrojov, ako je zlyhanie opravných mechanizmov, chyby rekombinácie a replikácie DNA, oxidačný stres, toxické chemikálie, röntgenové žiarenie, UV svetlo atď. Počas replikácie sa mutácie vyskytujú rýchlosťou jednej mutácie na každých 10 miliárd párov báz, ktoré sa replikujú.
Výsledky mutácií môžu byť pozitívne (prospešné), negatívne (škodlivé) a neutrálne. Mutácie sú rôznych typov, ako sú bodové mutácie, mutácie s posunom rámca, mutácia missense, tiché mutácie a nezmyselné mutácie.
Obrázok 02: Mutácia vplyvom UV
Aký je rozdiel medzi poškodením DNA a mutáciou?
Poškodenie DNA vs mutácia |
|
| Poškodenie DNA je akákoľvek zmena, ako je zlomenie alebo zmena, ktorá predstavuje odchýlku od obvyklej dvojitej špirálovej štruktúry. | Mutácia je dedičné poškodenie DNA, ktoré môže spôsobiť variáciu genotypu. |
| Opraviteľnosť | |
| Poškodenie DNA je možné správne opraviť enzýmami. | Mutácia nemôže byť opravená enzýmami. |
| Dedičnosť | |
| Keďže poškodenia korigujú enzýmy, neprenášajú sa na nasledujúce generácie | Prechádzajú nasledujúcim generáciám. |
| Počas replikácie | |
| Poškodenia DNA väčšinou vznikajú počas replikácie v novo syntetizovanom reťazci. | Mutácie sa vyskytujú väčšinou počas replikácie, keď sa vyberie nesprávna šablóna a obe vlákna sú upravené. |
Zhrnutie – Poškodenie DNA verzus mutácia
Poškodenie a mutácia DNA sú dva typy chýb, ktoré sa vyskytli v štruktúre DNA. Poškodenie DNA je akákoľvek modifikácia v chemickej alebo fyzikálnej štruktúre DNA, ktorá ju premieňa na pozmenenú molekulu DNA, než je pôvodná molekula DNA. Tieto modifikácie sú rýchlo sledované enzýmami a korigované pred konverziou na dedičnú zmenu nazývanú mutácia. Mutácia je dedičná zmena v sekvencii báz DNA. Enzýmy ich normálne nerozoznávajú a podrobujú sa opravám. Mutácie vedú k nežiaducim proteínovým produktom a rôznym fenotypom. Toto je rozdiel medzi poškodením DNA a mutáciou.
