Hauptunterschied – DNA-Schädigung vs. Mutation
DNA trägt die genetische Information jeder Zelle. Es wird mit den Erbinformationen gespeichert, die von einer Generation an die nächste Generation weitergegeben werden sollen. Die genetische Information ist in Form präziser Nukleotidsequenzen in den DNA-Molekülen verborgen. Es gibt Milliarden von Nukleotiden, und sie sind in Gruppen angeordnet, die Gene genannt werden. Gene sind mit Anweisungen codiert, um alle Proteine und andere Materialien herzustellen, die für das Wachstum, die Entwicklung und den Stoffwechsel des Organismus unerlässlich sind. Die Anzahl und genaue Reihenfolge der Nukleotide in der DNA bestimmen die Eigenschaften jedes Organismus. Daher ist die Aufrechterh altung der Integrität und Stabilität der DNA lebenswichtig. Die DNA unterliegt jedoch aufgrund verschiedener Faktoren, einschließlich interner und umweltbedingter Herkunft, ständig Veränderungen. DNA-Schäden und -Mutationen sind solche Veränderungen, die in der DNA auftreten. Als DNA-Schädigung wird ein Bruch oder eine Veränderung der physikalischen oder chemischen Struktur der DNA bezeichnet. Mutation ist definiert als Basenänderungen in der DNA-Sequenz. Der Hauptunterschied zwischen DNA-Schäden und Mutationen besteht darin, dass DNA-Schäden korrekt durch Enzyme repariert werden können, während Mutationen nicht durch Enzyme erkannt und repariert werden können.
Was ist ein DNA-Schaden?
DNA-Schädigung ist eine Anomalie der physikalischen und/oder chemischen Struktur der DNA. Aufgrund von DNA-Schäden weicht seine Struktur von der normalen Struktur ab. DNA-Schäden treten hauptsächlich während der DNA-Replikation auf. Das Hinzufügen eines falschen Nukleotids während der Replikation geschieht alle 108 Basenpaare. 99 % der Fehler werden jedoch während der Korrekturleseaktivität von DNA-Polymerase-Enzymen korrigiert. Die restlichen 1 % werden nicht repariert und als Mutation an die nächste Generation weitergegeben.
DNA-Schäden können durch die Einführung illegitimer Basen während der Replikation, Desaminierung oder anderen Modifikationen von Basen, Verlust einer Base aus dem DNA-Rückgrat, was zu abasischen Stellen, Einzelstrangbrüchen, Doppelstrangbrüchen, Bildung von Pyrimidinen führt, passieren Dimere, Intra- und Interstrang-Vernetzung usw. Diese DNA-Schäden werden ständig durch die verschiedenen DNA-Reparaturmechanismen in den Zellen repariert. Dazu gehören Basen-Exzisions-Reparatur, Nukleotid-Exzisions-Reparatur, Mismatch-Reparatur, homologe Endverknüpfung oder nicht-homologe Endverknüpfung usw.
Es gibt mehrere Gründe für DNA-Schäden. DNA-Replikationsfehler führen zu DNA-Schäden. DNA kann durch Einwirkung von UV-Licht, giftigen Chemikalien, ionisierender Strahlung, Röntgenstrahlen, Anti-Tumor-Medikamenten und schädlichen zellulären Nebenprodukten (Sauerstoffradikale, Alkylierungsmittel) geschädigt werden.
Abbildung 01: DNA-Schädigung durch UV-Strahlung
Was ist Mutation?
Mutation ist eine Veränderung in der Basensequenz der DNA. Enzyme erkennen DNA-Fehler nicht, wenn sie in beiden Strängen auftreten. Wenn die Basenveränderungen in Form von Mutationen in beiden Strängen auftreten, können sie von den Enzymen nicht repariert werden. Daher werden Mutationen auf die sich duplizierenden Genome übertragen und an die nachfolgenden Generationen weitergegeben, wodurch unterschiedliche Phänotypen entstehen. Mutierte Gene führen zu unterschiedlichen Aminosäuresequenzen, die falsche Proteinprodukte produzieren.
Mutationen können aufgrund von endogenen oder exogenen Quellen wie dem Versagen von Reparaturmechanismen, Fehlern bei der DNA-Rekombination und -Replikation, oxidativem Stress, toxischen Chemikalien, Röntgenstrahlen, UV-Licht usw. erzeugt werden. Während der Replikation treten Mutationen mit hoher Geschwindigkeit auf einer Mutation pro 10 Milliarden Basenpaare, die repliziert werden.
Die Ergebnisse der Mutationen können positiv (vorteilhaft), negativ (schädlich) und neutral sein. Mutationen gibt es in verschiedenen Arten wie Punktmutationen, Frameshift-Mutationen, Missense-Mutationen, stille Mutationen und Nonsense-Mutationen.
Abbildung 02: Mutation durch UV
Was ist der Unterschied zwischen DNA-Schäden und Mutationen?
DNA-Schaden vs. Mutation |
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| DNA-Schaden ist jede Veränderung wie ein Bruch oder eine Veränderung, die eine Abweichung von der üblichen Doppelhelixstruktur einführt. | Mutation ist ein vererbbarer DNA-Schaden, der Genotypvariationen verursachen kann. |
| Reparatur | |
| DNA-Schäden können durch Enzyme korrekt repariert werden. | Mutation kann nicht durch Enzyme repariert werden. |
| Erblichkeit | |
| Da Schäden durch die Enzyme korrigiert werden, werden sie nicht an die nachfolgenden Generationen weitergegeben | Sie werden an nachfolgende Generationen weitergegeben. |
| Während der Replikation | |
| DNA-Schäden treten meist während der Replikation in einem neu synthetisierten Strang auf. | Mutationen treten meistens während der Replikation auf, wenn das falsche Template ausgewählt wird und beide Stränge modifiziert werden. |
Zusammenfassung – DNA-Schaden vs. Mutation
DNA-Schäden und -Mutationen sind zwei Arten von Fehlern, die in der DNA-Struktur aufgetreten sind. DNA-Schädigung ist jede Veränderung in der chemischen oder physikalischen Struktur der DNA, die sie in ein verändertes DNA-Molekül als das ursprüngliche DNA-Molekül umwandelt. Diese Modifikationen werden schnell von den Enzymen verfolgt und korrigiert, bevor sie sich in eine vererbbare Veränderung namens Mutation umwandeln. Mutation ist eine vererbbare Veränderung in der Basensequenz der DNA. Sie werden normalerweise von den Enzymen nicht erkannt und einer Reparatur unterzogen. Mutationen führen zu unerwünschten Proteinprodukten und unterschiedlichen Phänotypen. Dies ist der Unterschied zwischen DNA-Schädigung und Mutation.
