Nøgleforskel – DNA-skade vs mutation
DNA bærer den genetiske information om hver celle. Den lagres med arvelighedsinformationen, som formodes at blive overført fra en generation til den næste generation. Den genetiske information er skjult i DNA-molekylerne i form af præcise nukleotidsekvenser. Der er milliarder af nukleotider, og de er arrangeret i grupper kaldet gener. Gener er kodet med instruktioner til at gøre alle proteiner og andre materialer essentielle for organismens vækst, udvikling og metabolisme. Antallet og den nøjagtige rækkefølge af nukleotiderne i DNA bestemmer egenskaberne for hver organisme. Derfor er opretholdelse af integriteten og stabiliteten af DNA afgørende for livet. Imidlertid udsættes DNA konstant for ændringer på grund af forskellige faktorer, herunder intern og miljømæssig oprindelse. DNA-skader og -mutationer er sådanne ændringer, der forekommer i DNA. DNA-skader omtales som et brud eller en ændring af den fysiske eller kemiske struktur af DNA. Mutation er defineret som baseændringer i DNA-sekvensen. Den vigtigste forskel mellem DNA-skade og mutation er, at DNA-skader kan repareres korrekt af enzymer, hvorimod mutationer ikke kan genkendes og repareres af enzymer.
Hvad er DNA-skade?
DNA-skade er en abnormitet i den fysiske og/eller kemiske struktur af DNA'et. På grund af DNA-skader afviger dens struktur fra den normale struktur. DNA-skader opstår for det meste under DNA-replikation. Tilføjelse af et forkert nukleotid under replikationen sker i hvert 108 basepar. Imidlertid bliver 99 % af fejlene rettet under korrekturlæsningen af DNA-polymeraseenzymer. De resterende 1 % vil ikke blive repareret og vil blive overført til næste generation som en mutation.
DNA-skader kan ske på grund af introduktion af illegitime baser under replikation, deaminering eller anden modifikation af baser, tab af en base fra DNA-rygraden, hvilket resulterer i abasiske steder, enkeltstrengsbrud, dobbeltstrengsbrud, dannelse af pyrimidin dimerer, intra- og interstreng-tværbinding osv. Disse DNA-skader repareres konstant af de adskillige DNA-reparationsmekanismer i cellerne. De omfatter baseudskæringsreparation, nukleotidudskæringsreparation, mismatchreparation, homolog endesammenføjning eller ikke-homolog endesammenføjning osv.
Der er flere årsager til DNA-skader. DNA-replikationsfejl resulterer i DNA-skader. DNA kan blive beskadiget på grund af eksponering for UV-lys, giftige kemikalier, ioniserende stråling, røntgenstråler, antitumorlægemidler og skadelige cellulære biprodukter (iltradikaler, alkyleringsmidler).
Figur 01: DNA-skade ved UV-stråling
Hvad er mutation?
Mutation er en ændring i DNA'ets basesekvens. Enzymer kan ikke genkende DNA-fejl, når de forekommer i begge strenge. Hvis baseændringerne sker i begge strenge i form af mutation, kan de ikke repareres af enzymerne. Derfor overføres mutationer til de duplikerende genomer og overføres til de efterfølgende generationer, hvilket producerer forskellige fænotyper. Muterede gener resulterer i forskellige aminosyresekvenser, som producerer forkerte proteinprodukter.
Mutationer kan genereres på grund af endogene eller eksogene kilder, såsom fejl i reparationsmekanismer, fejl i DNA-rekombination og replikation, oxidativt stress, giftige kemikalier, røntgenstråler, UV-lys osv. Under replikation forekommer mutationer med en hastighed af en mutation ud af hver 10 milliarder basepar, der replikeres.
Resultaterne af mutationerne kan være positive (gavnlige), negative (skadelige) og neutrale. Mutationer findes i forskellige typer såsom punktmutationer, frameshift-mutationer, missense-mutationer, tavse mutationer og nonsens-mutationer.
Figur 02: Mutation ved UV
Hvad er forskellen mellem DNA-skade og mutation?
DNA-skade vs mutation |
|
| DNA-skade er enhver ændring, såsom et brud eller en ændring, der introducerer en afvigelse fra den sædvanlige dobbeltspiralformede struktur. | Mutation er en arvelig DNA-skade, som kan forårsage genotypevariation. |
| Reparability | |
| DNA-skader kan repareres korrekt af enzymer. | Mutation kan ikke repareres af enzymer. |
| Arvelighed | |
| Da skader korrigeres af enzymerne, overføres de ikke til de efterfølgende generationer | De overføres til efterfølgende generationer. |
| Under replikering | |
| DNA-skader sker for det meste under replikationen i en nysyntetiseret streng. | Mutationer sker for det meste under replikeringen, når den forkerte skabelon vælges, og begge strenge modificeres. |
Opsummering – DNA-skade vs mutation
DNA-beskadigelse og -mutation er to typer fejl, der opstod i DNA-strukturen. DNA-skade er enhver ændring i den kemiske eller fysiske struktur af DNA, der omdanner det til et ændret DNA-molekyle end det oprindelige DNA-molekyle. Disse modifikationer spores hurtigt af enzymerne og korrigeres, før de omdannes til en arvelig ændring kaldet mutation. Mutation er en arvelig ændring i DNA'ets basesekvens. De genkendes norm alt ikke af enzymerne og udsættes for reparation. Mutationer fører til uønskede proteinprodukter og forskellige fænotyper. Dette er forskellen mellem DNA-skade og mutation.
