A legfontosabb különbség a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások között az, hogy a DNS-szekvencia-mutációk során az eredeti DNS-szekvenciákban változások következnek be, míg az epigenetikai módosítások során az eredeti DNS-szekvenciákban nem.
A genom egy szervezet általános genetikai információját reprezentálja pontos DNS-szekvenciák vagy gének formájában. Egy adott gén egy meghatározott genetikai kódot tartalmaz egy specifikus fehérje előállításához. Ezért a gének két folyamaton keresztül fejeződnek ki: transzkripció és transzláció. Különböző okok miatt azonban változások következnek be a gének DNS-szekvenciájában. A nukleotidszekvenciák ilyen jellegű változásait mutációnak nevezzük. Néha a gének eredeti DNS-szekvenciájának megváltoztatása nélkül is megváltozik a génexpresszió, és eltérő fenotípusokat produkál. Ezeket az eseteket epigenetikai módosításoknak nevezzük.
Mik azok a DNS-szekvencia-mutációk?
A mutációk a DNS nukleotidszekvenciájában bekövetkező változások. Ha egy mutáció bekövetkezik, az megváltoztatja a DNS-szekvencia pontos nukleotidsorrendjét. Ennek eredményeként a genetikai információ egy adott szekvencián belül megváltozik. Egyetlen nukleotid változás káros hatással lehet egy szervezetre; például genetikai rendellenességek. Néha azonban nem jelent veszélyt. Ha a mutáció egy gén exon régiójában történik, az rossz fehérjét eredményezhet. Ezenkívül a csíravonal-mutációk genetikai rendellenességeket eredményeznek, amikor átkerülnek a következő generációba, mivel nemi sejtekben, például spermiumokban és tojásokban fordulnak elő. A legtöbb egyéb mutáció azonban nem örökölhető.
01. ábra: DNS-szekvencia mutációk
DNS-szekvencia-mutációk az erős vegyi anyagoknak és rákkeltő anyagoknak, UV-fénynek, a DNS-replikációs folyamat hibáinak, sugárzásnak stb. való kitettség eredményeként jönnek létre. Ezen kívül néhány mutáció spontán eredetű. A mutációk lehetnek pontmutációk vagy kromoszómális mutációk. Az inszerciók, deléciók és szubsztitúciók következtében egyetlen nukleotid változás vagy pontmutáció történik. Másrészt a kromoszómák szerkezeti változását okozó mutációk génduplikáció, kromoszómarészek deléciója, kromoszóma-átrendeződés stb. miatt következnek be.
Mik azok az epigenetikai módosítások?
Az epigenetika a génexpresszió öröklődő változásainak tanulmányozása az eredeti DNS-szekvencia megváltoztatása nélkül. Ezért a fenotípusok megváltoznak anélkül, hogy az epigenetikában a genotípusok megváltoznának. Ez egyértelműen azt mutatja, hogy vannak bizonyos tényezők, amelyek a DNS-szekvenciák mellett a génexpressziót és a fenotípusokat is szabályozzák. Ezek az epigenetikai módosítások. Ezek az epigenetikai módosítások fontos szerepet játszanak a génexpresszióban és -szabályozásban, és jelentős szerepet játszanak a sejtfolyamatokban, például a differenciálódásban, a fejlődésben és a daganatképződésben.
02. ábra: Epigenetikai módosítások
Egyes epigenetikai módosítások a DNS-metiláció, a hisztonmódosítás és a mikroRNS-közvetített genetikai elnémítás. A DNS-metiláció során a DNS-szekvencia bázisaihoz metil- vagy hidroxi-metil-csoport adódik. A hisztonok olyan fehérjék, amelyek kromatinrostokat termelnek. A hiszton módosulásai a kromatin szerkezeti változásához és a génexpresszió változásához vezetnek. Az epigenetikai módosítások különlegessége, hogy úgy befolyásolja a génexpressziót, hogy közben nem károsítja a gén DNS-szekvenciáját. Az epigenetikai módosulások azonban visszafordíthatók.
Mi a hasonlóság a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások között?
- DNS-szekvencia-mutációk és epigenetikai módosulások génekhez kapcsolódnak.
- Mindkettő képes megváltoztatni a fenotípust.
- Örökölhető változásokat okoznak az élőlényekben.
Mi a különbség a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások között?
A DNS-szekvencia-mutációk a genom DNS-szekvenciájában végbemenő állandó változások. Másrészt az epigenetikai módosítások a kromatin kémiai és fizikai természetének öröklődő változásai, amelyek megváltoztathatják a génexpressziót. Ez a legfontosabb különbség a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások között. Ezenkívül a DNS-szekvencia-mutációk lehetnek öröklődőek és nem öröklődőek is. Másrészt az epigenetikai módosulások örökölhető változások. Ez is jelentős különbség a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosulások között.
Sőt, a DNS-szekvencia-mutációk változást okoznak a genetikai információkban, míg az epigenetikai módosulások nem okoznak változást a genetikai információban. Ennél is fontosabb, hogy a DNS-szekvencia-mutációk megváltoztatják a DNS eredeti nukleotidszekvenciáját, míg az epigenetikai módosítások nem változtatják meg a gén eredeti DNS-szekvenciáját. Ez egy másik különbség a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások között. Ezenkívül a DNS-szekvencia-mutációk három fő típusa létezik: pontmutációk, kereteltolásos mutációk és kromoszómális mutációk. Másrészt az epigenetikai módosításoknak három típusa létezik, mint például a DNS-metiláció, a hisztonmódosítás és a mikroRNS-közvetített genetikai elnémítás.
Az alábbi infografika a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosítások közötti különbségről táblázatba foglalja az összes különbséget összehasonlítva.
Összefoglaló – DNS-szekvencia-mutációk vs epigenetikai módosítások
A DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosulások a génekben előforduló változások két típusa. A DNS-szekvencia-mutációknál a pontos nukleotidszekvencia tartósan megváltozik, míg az epigenetikai módosulásoknál az eredeti DNS-szekvencia nem változik. Az epigenetikai módosítások azonban változásokat okoznak a génexpresszióban, ezáltal változásokat hoznak létre a fenotípusokban. Ezenkívül az epigenetikai módosítások reverzibilisek, ellentétben a DNS-szekvencia-mutációkkal. Ezenkívül a DNS-szekvencia-mutációkkal ellentétben minden epigenetikai módosítás örökölhető. Ez a DNS-szekvencia-mutációk és az epigenetikai módosulások közötti különbség összefoglalása.
