Unterschied zwischen DNA-Schaden und Mutation

Hauptunterschied - DNA-Schaden vs. Mutation
 

DNA trägt die genetische Information jeder Zelle. Es wird mit der Erbinformation gespeichert, die von Generation zu Generation weitergegeben werden soll. Die genetische Information ist in Form von genauen Nukleotidsequenzen in den DNA-Molekülen versteckt. Es gibt Milliarden von Nukleotiden, und diese sind in Gruppen angeordnet, die als Gene bezeichnet werden. Gene werden mit Anweisungen kodiert, um alle Proteine ​​und anderen Materialien herzustellen, die für das Wachstum, die Entwicklung und den Stoffwechsel des Organismus wesentlich sind. Die Anzahl und genaue Reihenfolge der Nukleotide in der DNA bestimmen die Eigenschaften jedes Organismus. Daher ist die Aufrechterhaltung der Integrität und Stabilität der DNA lebensnotwendig. Die DNA wird jedoch ständig aufgrund verschiedener Faktoren, einschließlich der internen und umweltbedingten Herkunft, verändert. DNA-Schäden und -Mutationen sind solche Veränderungen, die in der DNA auftreten. DNA-Schaden wird als Bruch oder Veränderung der physikalischen oder chemischen Struktur von DNA bezeichnet. Mutation wird als Basenänderung in der DNA-Sequenz definiert. Der Hauptunterschied zwischen DNA-Schaden und -Mutation ist der DNA-Schäden können durch Enzyme korrekt repariert werden, während Mutationen nicht durch Enzyme erkannt und repariert werden können.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist DNA-Schaden?
3. Was ist Mutation?
4. Side-by-Side-Vergleich - DNA-Schaden vs. Mutation
5. Zusammenfassung

Was ist DNA-Schaden??

DNA-Schäden sind eine Abnormalität der physikalischen und / oder chemischen Struktur der DNA. Aufgrund von DNA-Schäden weicht die Struktur von der normalen Struktur ab. DNA-Schäden treten meistens während der DNA-Replikation auf. Das Hinzufügen eines falschen Nukleotids während der Replikation erfolgt alle 10⁸ Basenpaare. 99% der Fehler werden jedoch während des Korrekturlesens von DNA-Polymerase-Enzymen korrigiert. Die verbleibenden 1% werden nicht repariert und als Mutation an die nächste Generation weitergegeben.

DNA-Schäden können durch die Einführung unehelicher Basen während der Replikation, Deaminierung oder anderen Modifikation von Basen, den Verlust einer Base aus dem DNA-Rückgrat, was zu abasischen Zentren, Einzelstrangbrüchen, Doppelstrangbrüchen, Bildung von Pyrimidindimeren, Intra- und Interstrand führt, auftreten Vernetzung usw. Diese DNA-Schäden werden durch die verschiedenen DNA-Reparaturmechanismen in den Zellen ständig repariert. Dazu gehören die Basenentfernungsreparatur, Nucleotidentfernungsreparatur, Fehlpaarungsreparatur, homologe Endverbindung oder nichthomologe Endverbindung, usw.

Es gibt mehrere Gründe für DNA-Schäden. DNA-Replikationsfehler führen zu DNA-Schäden. DNA kann durch UV-Licht, giftige Chemikalien, ionisierende Strahlung, Röntgenstrahlen, Antitumormittel und schädliche Nebenprodukte der Zelle (Sauerstoffradikale, Alkylierungsmittel) geschädigt werden.

Abbildung 01: DNA-Schaden durch UV-Strahlung

Was ist Mutation??

Mutation ist eine Änderung in der Basensequenz der DNA. Enzyme erkennen DNA-Fehler nicht, wenn sie in beiden Bereichen auftreten. Wenn die Basenveränderungen in beiden Strängen in Form von Mutationen auftreten, können sie nicht durch die Enzyme repariert werden. Daher werden Mutationen auf die duplizierten 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 endogener oder exogener Quellen wie Ausfall von Reparaturmechanismen, Fehlern der DNA-Rekombination und Replikation, oxidativem Stress, toxischen Chemikalien, Röntgenstrahlen, UV-Licht usw. erzeugt werden. Während der Replikation treten Mutationen mit einer Mutationsrate in jedem Fall auf 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-Schaden und Mutation??

DNA-Schaden vs. Mutation
DNA-Schaden ist jede Veränderung, wie z. B. ein Bruch oder eine Änderung, die eine Abweichung von der üblichen Doppelhelixstruktur verursacht.	Mutation ist ein vererbbarer DNA-Schaden, der zu Genotypvariationen führen kann.
Wiederholbarkeit
DNA-Schäden können durch Enzyme korrekt repariert werden.	Mutationen können nicht durch Enzyme repariert werden.
Erblichkeit
Da Schäden durch die Enzyme korrigiert werden, werden sie nicht an nachfolgende Generationen weitergegeben	Sie werden an nachfolgende Generationen weitergegeben.
Während der Replikation
DNA-Schäden treten meistens während der Replikation in einem neu synthetisierenden Strang auf.	Mutationen treten meistens während der Replikation auf, wenn die falsche Vorlage ausgewählt wird und beide Stränge geändert werden.

Zusammenfassung - DNA-Schaden vs. Mutation

DNA-Schaden und -Mutation sind zwei Arten von Fehlern, die in der DNA-Struktur aufgetreten sind. DNA-Schaden ist eine Modifikation in der chemischen oder physikalischen Struktur von DNA, die diese in ein verändertes DNA-Molekül als das ursprüngliche DNA-Molekül umwandelt. Diese Modifikationen werden von den Enzymen schnell verfolgt und korrigiert, bevor sie in eine vererbbare Veränderung umgewandelt werden, die als Mutation bezeichnet wird. 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-Schaden und Mutation.
Referenz:
1. Suzanne Clancy. "DNA Damage & Repair: Mechanismen zur Aufrechterhaltung der DNA-Integrität." Nature News. Nature Publishing Group, 2008. Web. 11. März 2017
2. Lodish, Harvey. "DNA-Schaden und Reparatur und ihre Rolle in der Karzinogenese." Molekulare Zellbiologie. 4. Ausgabe. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 12. März 2017
3. Chakarov, Stoyan, Rumena Petkova, George Ch Russev und Nikolai Zhelev. “DNA-Schaden und Mutation. Arten von DNA-Schäden. “BioDiscovery. Dundee Science Press, 23. Februar 2014. Web. 13. März 2017

Bildhöflichkeit:
1. "Direkter DNA-Schaden" De Gerriet41 - Trabajo Propio (Dominio público) über Commons Wikimedia 
2. "DNA-UV-Mutation" Von NASA / David Herring - NASA, (Public Domain) über Commons Wikimedia