Avainero DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välillä on, että DNA-sekvenssimutaatioiden aikana muutoksia tapahtuu alkuperäisissä DNA-sekvensseissä, kun taas epigeneettisten modifikaatioiden aikana muutoksia ei tapahdu alkuperäisissä DNA-sekvensseissä.
Genomi edustaa organismin yleistä geneettistä informaatiota tarkkojen DNA-sekvenssien tai geenien muodossa. Tietty geeni sisältää tietyn geneettisen koodin tietyn proteiinin tuottamiseksi. Siten geenit ilmentyvät kahden prosessin kautta: transkription ja translaation. Eri syistä johtuen geenien DNA-sekvensseissä tapahtuu kuitenkin muutoksia. Kutsumme tällaisia muutoksia nukleotidisekvensseissä mutaatioiksi. Joskus geenien ilmentyminen muuttuu ja tuottaa erilaisia fenotyyppejä jopa muuttamatta geenien alkuperäisiä DNA-sekvenssejä. Kutsumme näitä tapauksia epigeneettisiksi modifikaatioiksi.
Mitä DNA-sekvenssimutaatiot ovat?
Mutaatiot ovat muutoksia, jotka tapahtuvat DNA:n nukleotidisekvensseissä. Kun mutaatio tapahtuu, se muuttaa DNA-sekvenssin tarkkaa nukleotidijärjestystä. Tämän seurauksena geneettinen informaatio muuttuu tietyn sekvenssin sisällä. Yksittäinen nukleotidin muutos voi aiheuttaa haitallisen vaikutuksen organismiin; esimerkiksi geneettiset sairaudet. Joskus se ei kuitenkaan aiheuta uhkaa. Jos mutaatio tapahtuu geenin eksonialueella, se voi johtaa väärään proteiiniin. Lisäksi ituradan mutaatiot johtavat geneettisiin häiriöihin siirtyessään seuraavalle sukupolvelle, koska niitä esiintyy sukupuolisoluissa, kuten siittiöissä ja munasoluissa. Useimmat muut mutaatiot eivät kuitenkaan ole periytyviä.
Kuva 01: DNA-sekvenssimutaatiot
DNA-sekvenssimutaatioita tapahtuu altistumisesta vahvoille kemikaaleille ja karsinogeeneille, UV-valolle, DNA:n replikaatioprosessin virheille, altistumisesta säteilylle jne. Tämän lisäksi jotkut mutaatiot ovat spontaaneja. Mutaatiot voivat olla pistemutaatioita tai kromosomimutaatioita. Yhden nukleotidin muutokset tai pistemutaatiot tapahtuvat insertioiden, deleetioiden ja substituutioiden vuoksi. Toisa alta mutaatioita, jotka aiheuttavat kromosomien rakenteellisia muutoksia, tapahtuu geenien päällekkäisyyksien, kromosomiosien deleetioiden, kromosomien uudelleenjärjestelyjen jne. takia.
Mitä ovat epigeneettiset modifikaatiot?
Epigenetiikka on tutkimus geeniekspression periytyvistä muutoksista muuttamatta alkuperäistä DNA-sekvenssiä. Näin ollen fenotyypit muuttuvat muuttamatta genotyyppejä epigenetiikassa. Tämä kertoo selvästi, että on olemassa tiettyjä tekijöitä, jotka ohjaavat geenien ilmentymiä ja fenotyyppejä DNA-sekvenssiensä lisäksi. Nämä ovat epigeneettisiä modifikaatioita. Näillä epigeneettisillä modifikaatioilla on tärkeä rooli geenien ilmentymisessä ja säätelyssä, ja niillä on tärkeä rooli soluprosesseissa, kuten erilaistumisessa, kehityksessä ja kasvainten muodostumisessa.
Kuva 02: Epigeneettiset muutokset
Jotkut epigeneettiset modifikaatiot ovat DNA:n metylaatio, histonimuunnos ja mikroRNA-välitteinen geneettinen hiljentäminen. DNA-metyloinnin aikana tapahtuu metyyli- tai hydroksimetyyliryhmän lisäystä DNA-sekvenssin emäksiin. Histonit ovat proteiineja, jotka muodostavat kromatiinikuituja. Histonin modifikaatiot johtavat rakenteellisiin muutoksiin kromatiinissa ja muutoksiin geeniekspressiossa. Epigeneettisten modifikaatioiden erikoisuus on, että se vaikuttaa geenin ilmentymiseen vahingoittamatta geenin DNA-sekvenssiä. Epigeneettiset modifikaatiot ovat kuitenkin palautuvia.
Mitä yhtäläisyyksiä DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välillä on?
- DNA-sekvenssimutaatiot ja epigeneettiset modifikaatiot liittyvät geeneihin.
- Molemmat voivat muuttaa fenotyyppiä.
- Ne aiheuttavat periytyviä muutoksia organismeissa.
Mitä eroa on DNA-sekvenssimutaatioilla ja epigeneettisillä modifikaatioilla?
DNA-sekvenssimutaatiot ovat pysyviä muutoksia, joita tapahtuu genomin DNA-sekvensseissä. Toisa alta epigeneettiset modifikaatiot ovat kromatiinin kemiallisen ja fysikaalisen luonteen periytyviä muutoksia, jotka voivat muuttaa geenin ilmentymistä. Tämä on avainero DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välillä. Lisäksi DNA-sekvenssimutaatiot voivat olla sekä perinnöllisiä että ei-periytyviä. Toisa alta epigeneettiset modifikaatiot ovat perinnöllisiä muutoksia. Tämä on myös merkittävä ero DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välillä.
Lisäksi DNA-sekvenssimutaatiot aiheuttavat muutoksia geneettisessä informaatiossa, kun taas epigeneettiset modifikaatiot eivät aiheuta muutoksia geneettiseen informaatioon. Vielä tärkeämpää on, että DNA-sekvenssimutaatiot muuttavat DNA:n alkuperäistä nukleotidisekvenssiä, kun taas epigeneettiset modifikaatiot eivät muuta geenin alkuperäistä DNA-sekvenssiä. Tämä on toinen ero DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välillä. Lisäksi DNA-sekvenssimutaatioita on kolme päätyyppiä, kuten pistemutaatiot, kehyssiirtymämutaatiot ja kromosomimutaatiot. Toisa alta on olemassa kolmenlaisia epigeneettisiä modifikaatioita, kuten DNA-metylaatio, histonimuunnos ja mikroRNA-välitteinen geneettinen hiljentäminen.
Alla infografiikka DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välisistä eroista taulukoi kaikki erot vertailevasti.
Yhteenveto – DNA-sekvenssimutaatiot vs epigeneettiset modifikaatiot
DNA-sekvenssimutaatiot ja epigeneettiset modifikaatiot ovat kahdenlaisia geeneissä tapahtuvia muutoksia. DNA-sekvenssimutaatioissa tarkka nukleotidisekvenssi muuttuu pysyvästi, kun taas epigeneettisissä modifikaatioissa alkuperäinen DNA-sekvenssi ei muutu. Epigeneettiset modifikaatiot aiheuttavat kuitenkin muutoksia geenien ilmentymiseen, mikä aiheuttaa muutoksia fenotyyppeihin. Lisäksi epigeneettiset modifikaatiot ovat palautuvia, toisin kuin DNA-sekvenssimutaatiot. Lisäksi kaikki epigeneettiset modifikaatiot ovat periytyviä, toisin kuin DNA-sekvenssimutaatiot. Tämä on yhteenveto DNA-sekvenssimutaatioiden ja epigeneettisten modifikaatioiden välisestä erosta.
