Βασική διαφορά – Βλάβη DNA έναντι μετάλλαξης
Το DNA φέρει τις γενετικές πληροφορίες κάθε κυττάρου. Αποθηκεύεται με τις πληροφορίες κληρονομικότητας που υποτίθεται ότι μεταβιβάζονται από τη μια γενιά στην επόμενη γενιά. Η γενετική πληροφορία κρύβεται μέσα στα μόρια του DNA με τη μορφή ακριβών αλληλουχιών νουκλεοτιδίων. Υπάρχουν δισεκατομμύρια νουκλεοτίδια και είναι διατεταγμένα σε ομάδες που ονομάζονται γονίδια. Τα γονίδια κωδικοποιούνται με οδηγίες για να κάνουν όλες τις πρωτεΐνες και άλλα υλικά απαραίτητα για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και τον μεταβολισμό του οργανισμού. Ο αριθμός και η ακριβής σειρά των νουκλεοτιδίων στο DNA καθορίζουν τις ιδιότητες κάθε οργανισμού. Επομένως, η διατήρηση της ακεραιότητας και της σταθερότητας του DNA είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή. Ωστόσο, το DNA υπόκειται συνεχώς σε αλλαγές λόγω διαφόρων παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της εσωτερικής και περιβαλλοντικής προέλευσης. Οι βλάβες και οι μεταλλάξεις του DNA είναι τέτοιες αλλαγές που συμβαίνουν στο DNA. Η βλάβη του DNA αναφέρεται ως θραύση ή αλλοίωση της φυσικής ή χημικής δομής του DNA. Η μετάλλαξη ορίζεται ως αλλαγές βάσης στην αλληλουχία DNA. Η βασική διαφορά μεταξύ της βλάβης του DNA και της μετάλλαξης είναι ότι οι βλάβες του DNA μπορούν να επιδιορθωθούν σωστά από ένζυμα, ενώ οι μεταλλάξεις δεν μπορούν να αναγνωριστούν και να επιδιορθωθούν από τα ένζυμα.
Τι είναι η βλάβη DNA;
Η βλάβη του DNA είναι μια ανωμαλία της φυσικής ή/και χημικής δομής του DNA. Λόγω της βλάβης του DNA, η δομή του αποκλίνει από την κανονική δομή. Οι βλάβες του DNA συμβαίνουν κυρίως κατά την αντιγραφή του DNA. Η προσθήκη λανθασμένου νουκλεοτιδίου κατά τη διάρκεια της αντιγραφής συμβαίνει σε κάθε 10 8 ζεύγη βάσεων. Ωστόσο, το 99% των σφαλμάτων διορθώνονται κατά τη διάρκεια της διόρθωσης της δραστηριότητας των ενζύμων πολυμεράσης DNA. Το υπόλοιπο 1% δεν θα επισκευαστεί και θα περάσει στην επόμενη γενιά ως μετάλλαξη.
μπορεί να προκληθούν βλάβες στο DNA λόγω εισαγωγής αθέμιτων βάσεων κατά την αντιγραφή, απαμίνωση ή άλλη τροποποίηση βάσεων, απώλεια βάσης από τη ραχοκοκαλιά του DNA με αποτέλεσμα αβασικές θέσεις, σπασίματα μονής έλικος, ρήξεις διπλού κλώνου, σχηματισμός πυριμιδίνης διμερή, ενδοκλωνική διασύνδεση, κ.λπ. Αυτές οι βλάβες στο DNA επιδιορθώνονται συνεχώς από τους διάφορους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA στα κύτταρα. Περιλαμβάνουν επιδιόρθωση εκτομής βάσης, επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων, επιδιόρθωση ασυμφωνίας, ομόλογη σύνδεση άκρου ή μη ομόλογη σύνδεση άκρου κ.λπ.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για βλάβες στο DNA. Τα σφάλματα αντιγραφής του DNA έχουν ως αποτέλεσμα βλάβες στο DNA. Το DNA μπορεί να καταστραφεί λόγω έκθεσης σε υπεριώδη ακτινοβολία, τοξικές χημικές ουσίες, ιονίζουσα ακτινοβολία, ακτίνες Χ, φάρμακα κατά του όγκου και επιβλαβή κυτταρικά υποπροϊόντα (ρίζες οξυγόνου, αλκυλιωτικοί παράγοντες).
Εικόνα 01: Βλάβη DNA από ακτινοβολία UV
Τι είναι η μετάλλαξη;
Μετάλλαξη είναι μια αλλαγή στην αλληλουχία βάσεων του DNA. Τα ένζυμα αποτυγχάνουν να αναγνωρίσουν σφάλματα DNA όταν συμβαίνουν και στους δύο κλώνους. Εάν οι αλλαγές της βάσης συμβαίνουν και στους δύο κλώνους με τη μορφή μετάλλαξης, δεν μπορούν να επιδιορθωθούν από τα ένζυμα. Ως εκ τούτου, οι μεταλλάξεις μεταδίδονται στα διπλασιαζόμενα γονιδιώματα και περνούν στις επόμενες γενιές, παράγοντας διαφορετικούς φαινότυπους. Τα μεταλλαγμένα γονίδια έχουν ως αποτέλεσμα διαφορετικές αλληλουχίες αμινοξέων που παράγουν λάθος προϊόντα πρωτεϊνών.
Μεταλλάξεις μπορούν να δημιουργηθούν λόγω ενδογενών ή εξωγενών πηγών, όπως αποτυχία μηχανισμών επιδιόρθωσης, σφάλματα ανασυνδυασμού και αντιγραφής DNA, οξειδωτικό στρες, τοξικές χημικές ουσίες, ακτίνες Χ, υπεριώδη ακτινοβολία κ.λπ. μιας μετάλλαξης σε κάθε 10 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων που αναπαράγονται.
Τα αποτελέσματα των μεταλλάξεων μπορεί να είναι θετικά (ωφέλιμα), αρνητικά (επιζήμια) και ουδέτερα. Οι μεταλλάξεις είναι σε διαφορετικούς τύπους, όπως σημειακές μεταλλάξεις, μεταλλάξεις μετατόπισης πλαισίου, μεταλλάξεις εσφαλμένης λογικής, σιωπηλές μεταλλάξεις και ανοησίες.
Εικόνα 02: Μετάλλαξη από UV
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της βλάβης του DNA και της μετάλλαξης;
Βλάβη DNA έναντι μετάλλαξης |
|
| Βλάβη DNA είναι οποιαδήποτε αλλαγή, όπως σπάσιμο ή αλλοίωση που εισάγει απόκλιση από τη συνήθη δομή διπλής ελίκωσης. | Η μετάλλαξη είναι μια κληρονομική βλάβη του DNA που μπορεί να προκαλέσει παραλλαγή γονότυπου. |
| Επισκευή | |
| Η βλάβη στο DNA μπορεί να αποκατασταθεί σωστά με ένζυμα. | Η μετάλλαξη δεν μπορεί να επιδιορθωθεί με ένζυμα. |
| Κληρονομικότητα | |
| Δεδομένου ότι οι βλάβες διορθώνονται από τα ένζυμα, δεν μεταβιβάζονται στις επόμενες γενιές | Παραβιβάζονται στις επόμενες γενιές. |
| Κατά την αναπαραγωγή | |
| Οι βλάβες στο DNA συμβαίνουν ως επί το πλείστον κατά τη διάρκεια της αντιγραφής σε ένα κλώνο που μόλις συντίθεται. | Μεταλλάξεις συμβαίνουν ως επί το πλείστον κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής όταν επιλέγεται το λάθος πρότυπο και τροποποιούνται και οι δύο κλώνοι. |
Σύνοψη – Βλάβη DNA έναντι μετάλλαξης
Η βλάβη και η μετάλλαξη του DNA είναι δύο τύποι σφαλμάτων που συμβαίνουν στη δομή του DNA. Η βλάβη του DNA είναι οποιαδήποτε τροποποίηση στη χημική ή φυσική δομή του DNA που το μετατρέπει σε ένα αλλοιωμένο μόριο DNA από το αρχικό μόριο DNA. Αυτές οι τροποποιήσεις εντοπίζονται γρήγορα από τα ένζυμα και διορθώνονται πριν μετατραπούν σε μια κληρονομική αλλαγή που ονομάζεται μετάλλαξη. Η μετάλλαξη είναι μια κληρονομήσιμη αλλαγή στην αλληλουχία βάσεων του DNA. Συνήθως δεν αναγνωρίζονται από τα ένζυμα και υποβάλλονται σε επιδιόρθωση. Οι μεταλλάξεις οδηγούν σε ανεπιθύμητα πρωτεϊνικά προϊόντα και διαφορετικούς φαινότυπους. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της βλάβης του DNA και της μετάλλαξης.
