Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation

Hauptunterschied - Genmutation vs. Chromosomenmutation

Genmutationen und Chromosomenmutationen sind zwei Arten von Mutationen, die im Genom eines Organismus auftreten. Eine Mutation ist eine permanente Veränderung der Nukleotidsequenz eines Gens. Genmutationen und Chromosomenmutationen unterscheiden sich hauptsächlich in der Größenordnung der Veränderung. Das Hauptunterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation ist das Genmutation ist eine Veränderung der Nukleotidsequenz eines Gens, während Chromosomenmutation eine Veränderung der Struktur oder Anzahl von Chromosomen ist. Mutationen werden durch Fehler in der DNA-Replikation, durch homologe Chromosomensegregation oder durch Mutagene wie UV und Chemikalien verursacht. Sie verändern die Produktion funktioneller Proteine. Der Einfluss von Chromosomenmutationen ist höher als der von Genmutationen, da die Mutationsstärke bei Chromosomenmutationen hoch ist.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Genmutation?
     - Definition, Funktionen, Typen
2. Was ist eine chromosomale Mutation?
     - Definition, Funktionen, Typen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Genmutation und Chromosomenmutation?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aneuploidie, Chromosomenzahlveränderungen, Chromosomenmutation, Chromosomenstrukturänderungen, Deletionen, Duplikation, Genmutation, Insertionen, Inversion, Missense-Mutation, Unsinnmutation, Punktmutationen, Stille Mutation, Translokationen

Was ist eine Genmutation?

Eine Genmutation ist eine Veränderung der Nukleotidsequenz eines Gens. Genmutationen können durch Fehler in der DNA-Replikation während der Zellteilung sowohl durch Mitose als auch durch Meiose verursacht werden. Darüber hinaus werden Genmutationen durch Umwelteinflüsse wie UV und Chemikalien verursacht. Diese Faktoren werden Mutagene genannt. Sichelzellenanämie, Hämophilie, Mukoviszidose, Huntington-Syndrom, Tay-Sachs-Krankheit und viele Krebsarten werden durch Genmutationen verursacht. Die zwei Arten von Genmutationen sind Punktmutationen und Insertionen oder Deletionen von Basenpaaren.

Punktmutationen

Punktmutationen werden durch Substitution einzelner Nukleotide verursacht. Drei Typen einzelner Nukleotidsubstitutionen können als stille Mutationen, Missense-Mutationen und Nonsense-Mutationen identifiziert werden. Einige einzelne Nukleotidveränderungen können tolerierbar sein, da sie aufgrund der Entartung des genetischen Codes immer noch dasselbe Protein produzieren. Diese Art einer Mutation wird aufgerufen stille Mutationen. Einige Veränderungen in den Nukleotiden können die entsprechende Aminosäure verändern. Das produzierende Protein weist im Vergleich zum ursprünglichen Protein unterschiedliche Eigenschaften auf. Diese Arten von Mutationen werden aufgerufen Missense-Mutationen. Einige Änderungen von Nukleotiden können Translationsinhibitionssignale wie Stopp-Codons einführen. Diese Art von Mutationen wird aufgerufen Unsinn Mutationen. Unsinnmutationen produzieren verkürzte Proteine, die nicht funktionell sind.

Abbildung 1: Genmutationen - Punktmutationen

Einfügen oder Löschen von Basispaaren

Basenpaare können entweder eingefügt oder aus der ursprünglichen Sequenz gelöscht werden. Diese Art von Mutationen kann den offenen Leserahmen verändern. Daher werden sie als Frameshift-Mutationen bezeichnet. Der Translationsprozess kann auch dadurch beeinflusst werden, dass Stopcodons entweder zu früh oder zu spät in die Sequenz eingefügt werden. Genmutationen sind in gezeigt Abbildung 1.

Was ist eine chromosomale Mutation?

Veränderungen der Chromosomen werden als Chromosomenmutationen bezeichnet. Chromosomenmutationen werden hauptsächlich durch Kreuzungsfehler während der Meiose verursacht. Außerdem können Mutagene auch Chromosomenmutationen verursachen. Chromosomenmutationen können sowohl in der Struktur des Chromosoms als auch in der Chromosomenzahl auftreten.

Chromosomenstrukturänderungen

Es gibt vier Arten von chromosomalen Strukturänderungen wie Translokationen, Duplikationen, Inversionen und Deletionen. Translokationen sind der Austausch von Chromosomensegmenten zwischen nicht-homologen Chromosomen. Vervielfältigung ist die Produktion von zusätzlichen Kopien von Genen. Gebrochene chromosomale Segmente werden invertiert und während derselben erneut an derselben Position des Chromosoms eingefügt Inversionen. Perizentrische Inversionen umfassen ein Zentromer. Parazentrische Inversionen treten in den kurzen und langen Armen des Chromosoms auf und nicht im Zentromer. Man nennt den permanenten Bruch von Chromosomensegmenten Löschungen. Einige Deletionen in Chromosomen können tödlich sein.

Abbildung 2: Chromosomenstrukturänderungen
1 - Löschen, 2 - Vervielfältigung, 3 - Inversion

Chromosomennummer-Änderungen

Einige Organismen enthalten eine abnormale Anzahl von Chromosomen. Dies wird Aneuploidie genannt. Aneuploidie tritt aufgrund von Ausfällen in der homologen Chromosomensegregation während der Anaphase I der Meiose auf. Chromosomenbrüche oder Nichtdisjunktionsfehler führen zu einer unsachgemäßen Trennung homologer Chromosomen. Die resultierenden Geschlechtszellen können fehlende oder zusätzliche Chromosomen enthalten. Das Klinefelter-Syndrom und das Turner-Syndrom sind Anomalien des Geschlechtschromosoms. Das Down-Syndrom ist eine autosomale chromosomale Anomalie. 

Ähnlichkeiten zwischen Genmutation und Chromosomenmutation

• Sowohl die Genmutation als auch die Chromosomenmutation verursachen Veränderungen im Erbgut eines Organismus.
• Sowohl die Genmutation als auch die chromosomale Mutation verursachen Veränderungen in der Genexpression.

Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation

Definition

Gen Mutation: Eine Veränderung der Nukleotidsequenz eines Gens wird als Genmutation bezeichnet.

Chromosomenmutation: Veränderungen in der Chromosomenstruktur oder der Chromosomenzahl werden als Chromosomenmutationen bezeichnet.

Ursache

Gen Mutation: Fehler in der DNA-Replikation und Mutagene wie UV und Chemikalien verursachen Genmutationen.

Chromosomenmutation: Kreuzungsfehler während der Meiose verursachen chromosomale Mutationen.

Veränderung

Gen Mutation: Die Veränderung tritt in der Nukleotidsequenz eines Gens in einer Genmutation auf.

Chromosomenmutation: Die Veränderung tritt in einem Chromosomsegment bei Chromosomenmutationen auf.

Anzahl der betroffenen Gene

Gen Mutation: Ein einzelnes Gen ist von einer Genmutation betroffen.

Chromosomenmutation: Mehrere Gene sind von einer Chromosomenmutation betroffen.

Beeinflussen

Gen Mutation: Der Einfluss der Genmutation ist vergleichsweise gering.

Chromosomenmutation: Chromosomenmutationen können manchmal tödlich sein.

Krankheit

Gen Mutation: Sichelzellenanämie, Hämophilie, Mukoviszidose, Huntington-Syndrom, Tay-Sachs-Krankheit und Krebserkrankungen werden durch Genmutationen verursacht.

Chromosomenmutation: Das Klinefelter-Syndrom, das Turner-Syndrom und das Down-Syndrom werden durch chromosomale Mutationen verursacht.

Fazit

Genmutationen und Chromosomenmutationen führen zu Veränderungen des genetischen Materials eines bestimmten Organismus. Genmutationen sind Veränderungen der Nukleotidsequenz eines Gens. Genmutationen können die Funktion von Proteinen im Körper verändern. Chromosomenmutationen können entweder eine Veränderung der Chromosomenstruktur oder die Chromosomenzahl sein. Der Einfluss chromosomaler Mutationen ist höher als bei Genmutationen. Der Hauptunterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation ist die Größe der Veränderungen, die im genetischen Material bei jedem Mutationstyp auftreten.

Referenz:

1.Bailey, Regina. "Wie Genmutation auftritt." ThoughtCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 29. Juli 2017. 
2. Bailey, Regina. "Wie Chromosomenmutationen auftreten." ThoughtCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 29. Juli 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "Punktmutation" Von NCI - (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Einzelne Chromosomenmutationen“ Von Richard Wheeler (Zephyris) Vektorversion: NikNaks - Datei: Einzelne Chromosomenmutationen.png. (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia