Der Hauptunterschied zwischen Genotoxizität und Mutagenität besteht darin, dass Genotoxizität die Fähigkeit einer Substanz ist, Toxizität für DNA/genetisches Material einer Zelle zu verursachen, während Mutagenität die Fähigkeit eines Mittels ist, Mutationen zu verursachen.
Genotoxizität und Mutagenität sind zwei ähnliche Begriffe, die oft falsch interpretiert und von Menschen austauschbar verwendet werden. Genotoxizität ist die toxische Wirkung einer Chemikalie oder eines Wirkstoffs auf Gene oder DNA einer Zelle. Somit ist eine Chemikalie, die eine genotoxische Wirkung hat, ein Genotoxin. Im Gegensatz dazu ist Mutagenität die Fähigkeit einer Substanz, Mutationen zu verursachen oder zu induzieren. Eine genotoxische Chemikalie ist nicht unbedingt eine mutagene Substanz. Sie können Mutagene sein. Alle Mutagene sind jedoch genotoxisch, da sie die Eigenschaft haben, Erbgut der Zelle zu zerstören.
Was ist Genotoxizität?
Genotoxizität ist die Fähigkeit einer Substanz, Toxizität auf das genetische Material der Zelle auszuüben, was in erster Linie zur Entstehung von Krebs führt. Genotoxische Substanzen können physikalische und chemische Substanzen sein, die die Gensequenzen verändern können, was zu Veränderungen in der genetischen Information führt. Beeinflusst ein Genotoxin das Erbgut einer Körperzelle, ist es nicht erblich. Wirkt die genotoxische Wirkung dagegen auf Keimzellen, kann sie erblich sein. Die genotoxische Wirkung kann durch DNA-Reparaturmechanismen, hauptsächlich Enzymaktivität der Zelle, minimiert werden. Außerdem können Zellen bei Genotoxizität Apoptose durchlaufen.
Abbildung 01: Genotoxischer Schaden
DNA-Schäden durch Genotoxine können mit verschiedenen DNA-Assays analysiert werden. Häufige DNA-Schäden sind Deletionen, Insertionen, Doppelstrangbrüche, Chromosomenaberrationen und Cross-Linking. Deletionen und Insertionen beziehen sich auf das Entfernen bzw. Hinzufügen von Basenpaaren. Darüber hinaus bilden doppelsträngige Brüche Kerben in der doppelsträngigen DNA, wodurch DNA-Fragmente gebildet werden. Chromosomenaberrationen hingegen sind großräumige Effekte, die sich zu Änderungen der Ploidieniveaus entwickeln können. Strahlung und chemische Mittel wie Alkylierungsmittel, Stickoxide, Basenanaloga, Interkalationsmittel sind übliche Genotoxine.
Was ist Mutagenität?
Mutagenität ist die Fähigkeit eines Wirkstoffs, Mutationen hervorzurufen. Eine Mutation ist eine dauerhafte übertragbare Veränderung in der DNA, die zu verschiedenen abnormalen Zuständen führt, wenn sie nicht repariert wird. Die Agenten oder Chemikalien, die Mutationen verursachen, sind Mutagene. Wie oben erwähnt, sind Mutagene Genotoxine. Darüber hinaus können Mutagene physikalische, biologische oder chemische Mittel sein. Physikalische Mutagene umfassen hauptsächlich verschiedene Strahlungsarten. Es kann sich um ionisierende oder nichtionisierende Strahlung handeln. Diese Strahlungen stören die Doppelhelixstruktur der DNA und verursachen Mutationen. Darüber hinaus umfassen biologische Mutagene verschiedene Viren, die Zellen infizieren und DNA angreifen. Daher sind diese Viren in der Lage, ihre DNA in den Wirt einzubauen und Mutationen zu verursachen. Andererseits umfassen chemische Mutagene Basenanaloga, Stickoxidspezies, interkalierende Mittel, die Übergänge und Transversionen der DNA-Sequenz verursachen können. Sie führen zur Bildung von Apurin- und Apyrimidinstellen, wodurch Mutationen in der DNA entstehen.
Abbildung 02: Wirkung eines Mutagens
Die Fähigkeit zur Mutagenität nimmt mit zunehmender Effizienz der in der Zelle wirkenden DNA-Reparaturenzyme und Reparaturmechanismen ab. Andernfalls werden Mutationen am Ende Krebs, genetische Störungen und verschiedene Komplikationen verursachen.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Genotoxizität und Mutagenität?
- Genotoxizität und Mutagenität sind zwei Phänomene, die Gene oder DNA eines Organismus beeinflussen.
- Beide sind in der Lage, das Erbgut einer Zelle zu verändern.
- Darüber hinaus gibt es für jeden Effekt chemische und physikalische Modi.
- Genotoxin kann ein Mutagen sein oder nicht, aber alle Mutagene sind Genotoxine.
- Sowohl Mutagenität als auch Genotoxizität können durch die Wirkung von DNA-Reparaturenzymen und Mechanismen, die in der Zelle wirken, reduziert werden.
- Beides kann zum Ausbruch von Krebs und anderen DNA-basierten genetischen Krankheiten führen.
Was ist der Unterschied zwischen Genotoxizität und Mutagenität?
Genotoxizität und Mutagenität sind zwei Begriffe, die manchmal synonym verwendet werden. Genotoxizität bezieht sich jedoch auf die Fähigkeit eines Wirkstoffs oder einer Chemikalie, eine toxische Wirkung auf das genetische Material einer Zelle auszuüben, während Mutagenität die Eigenschaft eines Wirkstoffs oder einer Substanz ist, Mutationen in der DNA zu erzeugen oder zu induzieren. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Genotoxizität und Mutagenität.
Darüber hinaus ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass zwar alle Mutagene genotoxisch sind, aber nicht alle genotoxischen Substanzen mutagen sind, da Genotoxine Mutagene, Karzinogene oder Teratogene sein können.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Genotoxizität und Mutagenität zusammen.
Zusammenfassung – Genotoxizität vs. Mutagenität
Sowohl Genotoxizität als auch Mutagenität beziehen sich oft auf die Fähigkeit eines Wirkstoffs, die DNA einer Zelle zu verändern, was zu verschiedenen Chromosomenaberrationen und Mutationen führt. In einem tieferen Sinne bezieht sich Genotoxizität jedoch auf die Fähigkeit eines Mittels, die Struktur, den Informationsgeh alt oder die Trennung von DNA zu verändern, während sich Mutagenität auf die Eigenschaft eines Mittels bezieht, genetische Mutationen zu induzieren. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Genotoxizität und Mutagenität. Außerdem ist Genotoxizität nicht unbedingt mit Mutagenität verbunden. Genotoxine können anstelle von Mutagenen Karzinogene oder Teratogene sein. Aber alle Mutagene sind Genotoxine.
