Galvenā atšķirība starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām ir tāda, ka DNS sekvences mutāciju laikā izmaiņas notiek sākotnējās DNS sekvencēs, savukārt epiģenētisko modifikāciju laikā izmaiņas nenotiek sākotnējās DNS sekvencēs.
Genoms atspoguļo vispārējo organisma ģenētisko informāciju precīzu DNS sekvenču vai gēnu veidā. Konkrēts gēns satur noteiktu ģenētisko kodu, lai ražotu noteiktu proteīnu. Tādējādi gēni tiek ekspresēti, izmantojot divus procesus: transkripciju un translāciju. Tomēr dažādu iemeslu dēļ gēnu DNS sekvencēs notiek izmaiņas. Šāda veida izmaiņas nukleotīdu sekvencēs mēs saucam par mutācijām. Dažkārt, pat nemainot sākotnējās gēnu DNS sekvences, gēnu ekspresija mainās un rada dažādus fenotipus. Mēs tos saucam par epiģenētiskām modifikācijām.
Kas ir DNS sekvences mutācijas?
Mutācijas ir izmaiņas, kas notiek DNS nukleotīdu sekvencēs. Kad notiek mutācija, tā maina precīzu DNS sekvences nukleotīdu secību. Rezultātā ģenētiskā informācija mainās noteiktā secībā. Viena nukleotīda maiņa var radīt kaitīgu ietekmi uz organismu; piemēram, ģenētiski traucējumi. Tomēr dažreiz tas nerada draudus. Ja mutācija notiek gēna eksona reģionā, tas var izraisīt nepareizu proteīnu. Turklāt dzimumšūnu mutācijas izraisa ģenētiskus traucējumus, kad tās pāriet nākamajā paaudzē, jo tās rodas dzimumšūnās, piemēram, spermā un olās. Tomēr lielākā daļa citu mutāciju nav iedzimtas.
Attēls 01: DNS sekvences mutācijas
DNS sekvences mutācijas notiek spēcīgu ķīmisko vielu un kancerogēnu iedarbības, UV gaismas, kļūdu DNS replikācijas procesā, starojuma uc rezultātā. Turklāt dažas mutācijas ir spontānas. Mutācijas var būt punktu mutācijas vai hromosomu mutācijas. Atsevišķas nukleotīda izmaiņas vai punktu mutācijas notiek ievietošanas, dzēšanas un aizstāšanas dēļ. No otras puses, mutācijas, kas izraisa hromosomu strukturālas izmaiņas, notiek gēnu dublēšanās, hromosomu daļu dzēšanas, hromosomu pārkārtošanās utt. dēļ.
Kas ir epiģenētiskās modifikācijas?
Epiģenētika ir pētījums par pārmantojamām gēnu ekspresijas izmaiņām, nemainot sākotnējo DNS secību. Tādējādi fenotipi tiek mainīti, nemainot genotipus epigenētikā. Tas skaidri norāda, ka papildus to DNS sekvencēm ir noteikti faktori, kas kontrolē gēnu ekspresiju un fenotipus. Tās ir epiģenētiskās modifikācijas. Šīm epiģenētiskajām modifikācijām ir svarīga loma gēnu ekspresijā un regulēšanā, un tām ir liela nozīme šūnu procesos, piemēram, diferenciācijā, attīstībā un audzēju ģenēzē.
Attēls 02: Epiģenētiskās modifikācijas
Dažas epiģenētiskās modifikācijas ir DNS metilēšana, histonu modifikācija un ar mikroRNS saistīta ģenētiskā klusēšana. DNS metilēšanas laikā DNS sekvences bāzēm tiek pievienota metilgrupa vai hidroksimetilgrupa. Histoni ir proteīni, kas veido hromatīna šķiedras. Histona modifikācijas izraisa strukturālas izmaiņas hromatīnā un izmaiņas gēnu ekspresijā. Epiģenētisko modifikāciju īpatnība ir tāda, ka tās ietekmē gēnu ekspresiju, nekaitējot gēna DNS secībai. Tomēr epiģenētiskās modifikācijas ir atgriezeniskas.
Kādas ir līdzības starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām?
- DNS sekvences mutācijas un epiģenētiskās modifikācijas ir saistītas ar gēniem.
- Abi spēj mainīt fenotipu.
- Tie izraisa iedzimtas izmaiņas organismos.
Kāda ir atšķirība starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām?
DNS sekvences mutācijas ir pastāvīgas izmaiņas, kas notiek genoma DNS sekvencēs. No otras puses, epiģenētiskās modifikācijas ir iedzimtas hromatīna ķīmiskās un fizikālās dabas izmaiņas, kas var mainīt gēnu ekspresiju. Šī ir galvenā atšķirība starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām. Turklāt DNS sekvences mutācijas var būt gan iedzimtas, gan nepārmantotas. No otras puses, epiģenētiskās modifikācijas ir iedzimtas izmaiņas. Tā ir arī būtiska atšķirība starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām.
Turklāt DNS sekvences mutācijas izraisa izmaiņas ģenētiskajā informācijā, savukārt epiģenētiskās modifikācijas neizraisa izmaiņas ģenētiskajā informācijā. Vēl svarīgāk ir tas, ka DNS sekvences mutācijas maina sākotnējo DNS nukleotīdu secību, savukārt epiģenētiskās modifikācijas nemaina gēna sākotnējo DNS secību. Šī ir vēl viena atšķirība starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām. Turklāt ir trīs galvenie DNS sekvences mutāciju veidi kā punktu mutācijas, kadru nobīdes mutācijas un hromosomu mutācijas. No otras puses, ir trīs veidu epiģenētiskās modifikācijas, piemēram, DNS metilēšana, histona modifikācija un mikroRNS mediēta ģenētiskā klusēšana.
Zemāk infografikā par atšķirību starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām ir apkopotas visas atšķirības salīdzinoši tabulā.
Kopsavilkums - DNS sekvences mutācijas pret epiģenētiskām modifikācijām
DNS sekvences mutācijas un epiģenētiskās modifikācijas ir divu veidu izmaiņas, kas notiek gēnos. DNS sekvences mutācijās precīza nukleotīdu secība pastāvīgi mainās, savukārt epiģenētiskās modifikācijās sākotnējā DNS secība nemainās. Tomēr epiģenētiskās modifikācijas izraisa izmaiņas gēnu ekspresijā, tādējādi radot izmaiņas fenotipos. Turklāt atšķirībā no DNS sekvences mutācijām epiģenētiskās modifikācijas ir atgriezeniskas. Turklāt atšķirībā no DNS sekvences mutācijām visas epiģenētiskās modifikācijas ir pārmantojamas. Šis ir kopsavilkums par atšķirību starp DNS sekvences mutācijām un epiģenētiskajām modifikācijām.
