Peamine erinevus – DNA kahjustus vs mutatsioon
DNA kannab iga raku geneetilist teavet. Seda hoitakse koos pärilikkuse teabega, mis peaks edasi kanduma ühelt põlvkonn alt järgmisele põlvkonnale. Geneetiline teave on peidetud DNA molekulides täpsete nukleotiidjärjestuste kujul. Nukleotiide on miljardeid ja need on paigutatud rühmadesse, mida nimetatakse geenideks. Geenid on kodeeritud juhistega, et muuta kõik valgud ja muud materjalid organismi kasvuks, arenguks ja ainevahetuseks oluliseks. Nukleotiidide arv ja täpne järjestus DNA-s määravad iga organismi omadused. Seetõttu on DNA terviklikkuse ja stabiilsuse säilitamine eluks ülioluline. Kuid DNA-d muutuvad pidev alt erinevate tegurite, sealhulgas sisemise ja keskkonna päritolu tõttu. DNA kahjustused ja mutatsioonid on sellised muutused, mis toimuvad DNA-s. DNA kahjustust nimetatakse DNA füüsikalise või keemilise struktuuri purunemiseks või muutumiseks. Mutatsioon on määratletud kui aluse muutused DNA järjestuses. Peamine erinevus DNA kahjustuse ja mutatsiooni vahel on see, et DNA kahjustusi saavad ensüümid õigesti parandada, samas kui ensüümid ei suuda mutatsioone ära tunda ega parandada.
Mis on DNA kahjustus?
DNA kahjustus on DNA füüsikalise ja/või keemilise struktuuri kõrvalekalle. DNA kahjustuse tõttu erineb selle struktuur normaalsest struktuurist. DNA kahjustused tekivad enamasti DNA replikatsiooni käigus. Vale nukleotiidi lisamine replikatsiooni ajal toimub iga 108 aluspaari järel. 99% vigadest parandatakse aga DNA polümeraasi ensüümide korrektuuritegevuse käigus. Ülejäänud 1% ei parandata ja see antakse järgmisele põlvkonnale mutatsioonina.
DNA kahjustused võivad tekkida ebaseaduslike aluste sissetoomise tõttu replikatsiooni käigus, aluste deamineerimisel või muul viisil modifitseerimisel, aluse kadumisel DNA karkassist, mille tulemuseks on ebaaluselised saidid, üheahelalised katkestused, kaheahelalised katkestused, pürimidiini moodustumine dimeerid, ahelasisesed ja ahelatevahelised ristsidumised jne. Neid DNA kahjustusi parandavad pidev alt mitmed rakkude DNA-d parandavad mehhanismid. Need hõlmavad aluse ekstsisiooni parandamist, nukleotiidide ekstsisiooni parandamist, mittevastavuse parandamist, homoloogsete otste või mittehomoloogsete otste ühendamist jne.
DNA kahjustustel on mitu põhjust. DNA replikatsioonivead põhjustavad DNA kahjustusi. DNA võib kahjustuda kokkupuutel UV-valguse, toksiliste kemikaalide, ioniseeriva kiirguse, röntgenikiirguse, kasvajavastaste ravimite ja kahjulike rakuliste kõrvalsaaduste (hapnikuradikaalid, alküülivad ained) tõttu.
Joonis 01: UV-kiirguse põhjustatud DNA kahjustus
Mis on mutatsioon?
Mutatsioon on muutus DNA alusjärjestuses. Ensüümid ei suuda tuvastada DNA vigu, kui need esinevad mõlemas ahelas. Kui aluse muutused toimuvad mõlemas ahelas mutatsiooni kujul, ei saa ensüümid neid parandada. Seetõttu kanduvad mutatsioonid üle dubleerivatele genoomidele ja antakse edasi järgmistele põlvkondadele, tekitades erinevaid fenotüüpe. Muteerunud geenide tulemuseks on erinevad aminohappejärjestused, mis toodavad valesid valguprodukte.
Mutatsioonid võivad tekkida endogeensete või eksogeensete allikate tõttu, nagu parandusmehhanismide rike, DNA rekombinatsiooni ja replikatsiooni vead, oksüdatiivne stress, mürgised kemikaalid, röntgenikiirgus, UV-valgus jne. Replikatsiooni ajal toimuvad mutatsioonid teatud kiirusega. üks mutatsioon iga 10 miljardi korduva aluspaari kohta.
Mutatsioonide tagajärjed võivad olla positiivsed (kasulikud), negatiivsed (kahjulikud) ja neutraalsed. Mutatsioonid on erinevat tüüpi, näiteks punktmutatsioonid, kaadrinihke mutatsioonid, missense mutatsioonid, vaiksed mutatsioonid ja nonsense mutatsioonid.
Joonis 02: Mutatsioon UV-ga
Mis vahe on DNA kahjustusel ja mutatsioonil?
DNA kahjustus vs mutatsioon |
|
| DNA kahjustus on igasugune muudatus, nagu katkestus või muudatus, mis toob kaasa kõrvalekalde tavapärasest topeltspiraalsest struktuurist. | Mutatsioon on pärilik DNA kahjustus, mis võib põhjustada genotüübi varieerumist. |
| Reparability | |
| DNA kahjustusi saab õigesti parandada ensüümidega. | Ensüümid ei saa mutatsiooni parandada. |
| Päritavus | |
| Kuna kahjustused parandavad ensüümid, ei kandu need edasi järgmistele põlvkondadele | Need antakse edasi järgmistele põlvkondadele. |
| Replikatsiooni ajal | |
| DNA kahjustused tekivad enamasti replikatsiooni käigus äsja sünteesivas ahelas. | Mutatsioonid toimuvad enamasti replikatsiooni ajal, kui valitakse vale mall ja mõlemat ahelat muudetakse. |
Kokkuvõte – DNA kahjustus vs mutatsioon
DNA kahjustus ja mutatsioon on kahte tüüpi DNA struktuuris esinenud vigu. DNA kahjustus on mis tahes modifikatsioon DNA keemilises või füüsikalises struktuuris, mis muudab selle algsest DNA molekulist muudetud DNA molekuliks. Ensüümid jälgivad neid modifikatsioone kiiresti ja korrigeerivad, enne kui need muutuvad pärilikuks muutuseks, mida nimetatakse mutatsiooniks. Mutatsioon on pärilik muutus DNA alusjärjestuses. Ensüümid ei tunne neid tavaliselt ära ja neid parandatakse. Mutatsioonid põhjustavad soovimatuid valguprodukte ja erinevaid fenotüüpe. See on erinevus DNA kahjustuse ja mutatsiooni vahel.
