Ključna razlika – poškodba DNK proti mutaciji
DNK nosi genetske informacije vsake celice. Shranjena je z informacijami o dednosti, ki naj bi se prenašale iz roda v rod. Genske informacije so skrite znotraj molekul DNK v obliki natančnih nukleotidnih zaporedij. Nukleotidov je na milijarde in so razvrščeni v skupine, imenovane geni. Geni so kodirani z navodili, da naredijo vse beljakovine in druge materiale, bistvene za rast, razvoj in metabolizem organizma. Število in natančen vrstni red nukleotidov v DNK določata lastnosti vsakega organizma. Zato sta ohranjanje celovitosti in stabilnosti DNK ključnega pomena za življenje. Vendar pa je DNK nenehno podvržena spremembam zaradi različnih dejavnikov, vključno z notranjim in okoljskim izvorom. Poškodbe DNK in mutacije so takšne spremembe, ki se zgodijo v DNK. Poškodbo DNK imenujemo prelom ali sprememba fizikalne ali kemične strukture DNK. Mutacija je opredeljena kot osnovne spremembe v zaporedju DNA. Ključna razlika med poškodbo DNK in mutacijo je v tem, da lahko poškodbe DNK pravilno popravijo encimi, medtem ko mutacij encimi ne morejo prepoznati in popraviti.
Kaj je poškodba DNK?
Poškodba DNK je nenormalnost fizične in/ali kemične strukture DNK. Zaradi poškodbe DNK njena struktura odstopa od normalne strukture. Poškodbe DNK se večinoma pojavijo med replikacijo DNK. Dodajanje napačnega nukleotida med replikacijo se zgodi v vsakih 108 baznih parov. Vendar se 99 % napak popravi med lektorsko aktivnostjo encimov DNA polimeraze. Preostalih 1 % ne bo mogoče popraviti in bo kot mutacija prenesen na naslednjo generacijo.
Poškodbe DNK se lahko zgodijo zaradi vnosa nelegitimnih baz med replikacijo, deaminacijo ali drugo modifikacijo baz, izgube baze iz hrbtenice DNK, kar povzroči abazična mesta, pretrganje enojne verige, prelom dvojne verige, tvorba pirimidina dimerji, zamreženje znotraj in med verigami itd. Te poškodbe DNK nenehno popravljajo različni mehanizmi popravljanja DNK v celicah. Vključujejo popravilo z izrezom baze, popravilo z izrezom nukleotidov, popravilo neujemanja, homologno spajanje koncev ali nehomologno spajanje koncev itd.
Razlogov za poškodbe DNK je več. Napake pri replikaciji DNK povzročijo poškodbe DNK. DNK se lahko poškoduje zaradi izpostavljenosti UV svetlobi, strupenim kemikalijam, ionizirajočemu sevanju, rentgenskim žarkom, protitumorskim zdravilom in škodljivim celičnim stranskim produktom (kisikovi radikali, alkilirajoča sredstva).
Slika 01: Poškodba DNK zaradi UV sevanja
Kaj je mutacija?
Mutacija je sprememba osnovnega zaporedja DNK. Encimi ne prepoznajo napak DNK, če se pojavijo v obeh verigah. Če se osnovne spremembe zgodijo v obeh verigah v obliki mutacije, jih encimi ne morejo popraviti. Zato se mutacije prenesejo na podvojene genome in prenesejo na naslednje generacije, pri čemer nastanejo različni fenotipi. Mutirani geni povzročijo drugačna aminokislinska zaporedja, ki proizvajajo napačne beljakovinske produkte.
Mutacije lahko nastanejo zaradi endogenih ali eksogenih virov, kot so okvara mehanizmov popravljanja, napake pri rekombinaciji in replikaciji DNK, oksidativni stres, strupene kemikalije, rentgenski žarki, UV svetloba itd. Med podvajanjem se mutacije pojavljajo s hitrostjo ene mutacije na vsakih 10 milijard baznih parov, ki se ponovijo.
Izidi mutacij so lahko pozitivni (koristni), negativni (škodljivi) in nevtralni. Mutacije so v različnih vrstah, kot so točkaste mutacije, mutacije s premikanjem okvirja, missense mutacije, tihe mutacije in nesmiselne mutacije.
Slika 02: Mutacija z UV
Kakšna je razlika med poškodbo DNK in mutacijo?
Poškodba DNK proti mutaciji |
|
| Poškodba DNK je vsaka sprememba, kot je prelom ali sprememba, ki povzroči odstopanje od običajne strukture dvojne spirale. | Mutacija je dedna poškodba DNK, ki lahko povzroči variacijo genotipa. |
| Popravljivost | |
| Poškodbe DNK lahko pravilno popravijo encimi. | Mutacije ni mogoče popraviti z encimi. |
| Dednost | |
| Ker poškodbe popravijo encimi, se ne prenesejo na naslednje generacije | Prenašajo se na naslednje generacije. |
| Med replikacijo | |
| Poškodbe DNK se večinoma zgodijo med replikacijo v na novo sintetizirajoči verigi. | Mutacije se zgodijo večinoma med replikacijo, ko je izbrana napačna predloga in sta obe verigi spremenjeni. |
Povzetek – Poškodba DNK proti mutaciji
Poškodba in mutacija DNK sta dve vrsti napak, ki se pojavita v strukturi DNK. Poškodba DNK je kakršna koli sprememba v kemični ali fizični strukturi DNK, ki jo spremeni v spremenjeno molekulo DNK od prvotne molekule DNK. Encimi hitro izsledijo te spremembe in jih popravijo, preden se spremenijo v dedno spremembo, imenovano mutacija. Mutacija je dedna sprememba v zaporedju baz DNK. Običajno jih encimi ne prepoznajo in jih ne popravijo. Mutacije vodijo do neželenih beljakovinskih produktov in različnih fenotipov. To je razlika med poškodbo DNK in mutacijo.
