Η βασική διαφορά μεταξύ μεταλλάξεων αλληλουχίας DNA και επιγενετικών τροποποιήσεων είναι ότι κατά τις μεταλλάξεις της αλληλουχίας DNA, οι αλλαγές συμβαίνουν στις αρχικές αλληλουχίες DNA, ενώ κατά τη διάρκεια των επιγενετικών τροποποιήσεων, οι αλλαγές δεν συμβαίνουν στις αρχικές αλληλουχίες DNA.
Το γονιδίωμα αντιπροσωπεύει τη συνολική γενετική πληροφορία ενός οργανισμού με τη μορφή ακριβών αλληλουχιών DNA ή γονιδίων. Ένα συγκεκριμένο γονίδιο περιέχει έναν συγκεκριμένο γενετικό κώδικα για την παραγωγή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Ως εκ τούτου, τα γονίδια εκφράζονται μέσω δύο διαδικασιών: μεταγραφής και μετάφρασης. Ωστόσο, για διάφορους λόγους, συμβαίνουν αλλαγές στις αλληλουχίες DNA των γονιδίων. Αυτά τα είδη αλλαγών στις αλληλουχίες νουκλεοτιδίων ονομάζουμε μεταλλάξεις. Μερικές φορές, ακόμη και χωρίς αλλαγή των αρχικών αλληλουχιών DNA των γονιδίων, η γονιδιακή έκφραση αλλάζει και παράγει διαφορετικούς φαινότυπους. Ονομάζουμε αυτές τις περιπτώσεις επιγενετικές τροποποιήσεις.
Τι είναι οι μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA;
Μεταλλάξεις είναι οι αλλαγές που συμβαίνουν στις νουκλεοτιδικές αλληλουχίες του DNA. Όταν συμβαίνει μια μετάλλαξη, αλλάζει την ακριβή σειρά νουκλεοτιδίων της αλληλουχίας DNA. Ως αποτέλεσμα, η γενετική πληροφορία αλλάζει μέσα σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία. Μια μόνο αλλαγή νουκλεοτιδίου μπορεί να δημιουργήσει μια επιβλαβή επίδραση σε έναν οργανισμό. για παράδειγμα, γενετικές διαταραχές. Ωστόσο, μερικές φορές, δεν αποτελεί απειλή. Εάν η μετάλλαξη συμβεί σε μια περιοχή εξονίου ενός γονιδίου, μπορεί να οδηγήσει σε λάθος πρωτεΐνη. Επιπλέον, οι μεταλλάξεις βλαστικής σειράς οδηγούν σε γενετικές διαταραχές όταν περνούν στην επόμενη γενιά, καθώς εμφανίζονται σε σεξουαλικά κύτταρα όπως τα σπερματοζωάρια και τα ωάρια. Ωστόσο, οι περισσότερες άλλες μεταλλάξεις δεν είναι κληρονομικές.
Εικόνα 01: Μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA
Μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA λαμβάνουν χώρα ως αποτέλεσμα έκθεσης σε ισχυρές χημικές ουσίες και καρκινογόνες ουσίες, υπεριώδη ακτινοβολία, σφάλματα στη διαδικασία αντιγραφής του DNA, έκθεση σε ακτινοβολίες κ.λπ. Εκτός από αυτό, ορισμένες μεταλλάξεις είναι αυθόρμητες. Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι σημειακές ή χρωμοσωμικές μεταλλάξεις. Αλλαγές μεμονωμένων νουκλεοτιδίων ή σημειακές μεταλλάξεις συμβαίνουν λόγω εισαγωγών, διαγραφών και υποκαταστάσεων. Από την άλλη πλευρά, μεταλλάξεις που προκαλούν δομικές αλλαγές των χρωμοσωμάτων συμβαίνουν λόγω διπλασιασμού γονιδίων, διαγραφών χρωμοσωμικών τμημάτων, χρωμοσωμικών αναδιατάξεων κ.λπ.
Τι είναι οι Επιγενετικές Τροποποιήσεις;
Η Επιγενετική είναι η μελέτη κληρονομήσιμων αλλαγών της γονιδιακής έκφρασης χωρίς αλλαγή της αρχικής αλληλουχίας DNA. Ως εκ τούτου, οι φαινότυποι αλλάζουν χωρίς να αλλάζουν οι γονότυποι στην επιγενετική. Αυτό δείχνει ξεκάθαρα ότι υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες που ελέγχουν τις εκφράσεις και τους φαινοτύπους των γονιδίων εκτός από τις αλληλουχίες DNA τους. Αυτές είναι οι επιγενετικές τροποποιήσεις. Αυτές οι επιγενετικές τροποποιήσεις παίζουν σημαντικό ρόλο στη γονιδιακή έκφραση και ρύθμιση και παίζουν σημαντικό ρόλο σε κυτταρικές διεργασίες όπως η διαφοροποίηση, η ανάπτυξη και η ογκογένεση.
Εικόνα 02: Επιγενετικές Τροποποιήσεις
Ορισμένες επιγενετικές τροποποιήσεις είναι η μεθυλίωση του DNA, η τροποποίηση ιστόνης και η γενετική σίγαση με τη μεσολάβηση microRNA. Κατά τη διάρκεια της μεθυλίωσης του DNA, λαμβάνει χώρα η προσθήκη ομάδας μεθυλίου ή υδροξυμεθυλίου σε βάσεις της αλληλουχίας DNA. Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες που παράγουν ίνες χρωματίνης. Οι τροποποιήσεις της ιστόνης οδηγούν σε δομικές αλλαγές στη χρωματίνη και αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση. Η ειδικότητα των επιγενετικών τροποποιήσεων είναι ότι επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση χωρίς να βλάπτει την αλληλουχία DNA του γονιδίου. Ωστόσο, οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι αναστρέψιμες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ των μεταλλάξεων της αλληλουχίας DNA και των επιγενετικών τροποποιήσεων;
- Οι μεταλλάξεις της αλληλουχίας DNA και οι επιγενετικές τροποποιήσεις σχετίζονται με τα γονίδια.
- Και τα δύο μπορούν να αλλάξουν τον φαινότυπο.
- Προκαλούν κληρονομικές αλλαγές στους οργανισμούς.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μεταλλάξεων της αλληλουχίας DNA και των επιγενετικών τροποποιήσεων;
Μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA είναι οι μόνιμες αλλαγές που συμβαίνουν στις αλληλουχίες DNA του γονιδιώματος. Από την άλλη πλευρά, οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι οι κληρονομικές αλλαγές της χημικής και φυσικής φύσης της χρωματίνης που μπορούν να αλλάξουν την έκφραση των γονιδίων. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των μεταλλάξεων της αλληλουχίας του DNA και των επιγενετικών τροποποιήσεων. Επιπλέον, οι μεταλλάξεις της αλληλουχίας του DNA μπορεί να είναι κληρονομικές αλλά και μη. Από την άλλη πλευρά, οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι κληρονομικές αλλαγές. Αυτή είναι επίσης μια σημαντική διαφορά μεταξύ των μεταλλάξεων της αλληλουχίας DNA και των επιγενετικών τροποποιήσεων.
Επιπλέον, οι μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA προκαλούν αλλαγές στη γενετική πληροφορία, ενώ οι επιγενετικές τροποποιήσεις δεν προκαλούν αλλαγές στη γενετική πληροφορία. Το πιο σημαντικό είναι ότι οι μεταλλάξεις της αλληλουχίας DNA αλλάζουν την αρχική αλληλουχία νουκλεοτιδίων του DNA ενώ οι επιγενετικές τροποποιήσεις δεν αλλάζουν την αρχική αλληλουχία DNA του γονιδίου. Αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ των μεταλλάξεων της αλληλουχίας του DNA και των επιγενετικών τροποποιήσεων. Επιπλέον, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι μεταλλάξεων αλληλουχίας DNA όπως σημειακές μεταλλάξεις, μεταλλάξεις μετατόπισης πλαισίου και χρωμοσωμικές μεταλλάξεις. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν τρεις τύποι επιγενετικών τροποποιήσεων όπως η μεθυλίωση του DNA, η τροποποίηση ιστόνης και η γενετική σίγαση με τη μεσολάβηση microRNA.
Παρακάτω infographic σχετικά με τη διαφορά μεταξύ μεταλλάξεων αλληλουχίας DNA και επιγενετικών τροποποιήσεων καταγράφει όλες τις διαφορές συγκριτικά.
Σύνοψη – Μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA έναντι επιγενετικών τροποποιήσεων
Οι μεταλλάξεις της αλληλουχίας DNA και οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι δύο τύποι αλλαγών που συμβαίνουν στα γονίδια. Σε μεταλλάξεις αλληλουχίας DNA, η ακριβής αλληλουχία νουκλεοτιδίων αλλάζει μόνιμα ενώ σε επιγενετικές τροποποιήσεις, η αρχική αλληλουχία DNA δεν αλλάζει. Ωστόσο, οι επιγενετικές τροποποιήσεις προκαλούν αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση, δημιουργώντας έτσι αλλαγές στους φαινοτύπους. Επιπλέον, οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι αναστρέψιμες, σε αντίθεση με τις μεταλλάξεις της αλληλουχίας του DNA. Επιπλέον, όλες οι επιγενετικές τροποποιήσεις είναι κληρονομήσιμες, σε αντίθεση με τις μεταλλάξεις της αλληλουχίας του DNA. Αυτή είναι μια περίληψη της διαφοράς μεταξύ μεταλλάξεων αλληλουχίας DNA και επιγενετικών τροποποιήσεων.
