Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης

Η κύρια διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης είναι ότι μια επαγόμενη μετάλλαξη προκύπτει λόγω της επίδρασης περιβαλλοντικών παραγόντων που ονομάζονται μεταλλαξιογόνα, ενώ μια αυθόρμητη μετάλλαξη προκύπτει λόγω των φυσικών αλλαγών στη δομή του DNA. Επιπλέον, η ακτινοβολία, η οξειδωτική βλάβη, οι παρεμβαλλόμενοι παράγοντες, τα ανάλογα βάσης, η υδροξυλαμίνη, το υποξείδιο του αζώτου οδηγούν σε επαγόμενες μεταλλάξεις, ενώ τα σφάλματα στην αντιγραφή του DNA, την αποπουρίνωση, την απαμίνωση και τα μεταφερόμενα γενετικά στοιχεία οδηγούν σε αυθόρμητες μεταλλάξεις.

Οι επαγόμενες και οι αυθόρμητες μεταλλάξεις είναι δύο τύποι κληρονομήσιμων αλλαγών στη δομή του DNA. Οι μεταλλάξεις είναι ένα απαραίτητο εργαλείο στη μελέτη της γενετικής.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η επαγόμενη μετάλλαξη
– Ορισμός, μεταλλαξιογόνοι παράγοντες, μηχανισμοί
2. Τι είναι η Αυθόρμητη Μετάλλαξη
– Ορισμός, Γεγονότα, Μηχανισμοί
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης
– Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης
– Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Ανάλογα βάσης, Βλάβη βάσης, Σφάλματα στην αντιγραφή του DNA, Προκαλούμενη μετάλλαξη, Εσφαλμένη σύζευξη, Αυθόρμητη μετάλλαξη, Αυθόρμητες Βλάβες

Τι είναι μια Επαγόμενη Μετάλλαξη

Οι επαγόμενες μεταλλάξεις είναι οι κληρονομήσιμες δομικές αλλαγές στο DNA, που συμβαίνουν λόγω των περιβαλλοντικών παραγόντων που ονομάζονται μεταλλαξιογόνα. Γενικά, δύο τύποι μεταλλαξιογόνων προκαλούν μεταλλάξεις:χημικά μεταλλαξιογόνα και φυσικά μεταλλαξιογόνα. Μερικά παραδείγματα χημικών μεταλλαξιγόνων περιλαμβάνουν υδροξυλαμίνη, ανάλογα βάσης, αλκυλιωτικούς παράγοντες, προϊόντα προσθήκης DNA, παρεμβαλλόμενους παράγοντες, διασυνδέτες DNA, οξειδωτική βλάβη, νιτρώδες οξύ κ.λπ. Αντίθετα, οι δύο τύποι φυσικών μεταλλαξιγόνων είναι η υπεριώδης ακτινοβολία και η ιονίζουσα ακτινοβολία.

Εικόνα 1:Μετάλλαξη λόγω ακτινοβολίας UV

Επιπλέον, τρεις μηχανισμοί εμπλέκονται στο σχηματισμό επαγόμενων μεταλλάξεων. Πρόκειται για την ενσωμάτωση αναλόγων βάσης, τη συγκεκριμένη εσφαλμένη σύζευξη και τη φθορά της βάσης.

Ενσωμάτωση βασικών αναλόγων

Τα ανάλογα βάσης είναι οι χημικές ενώσεις με παρόμοιες δομικές ιδιότητες με τις αζωτούχες βάσεις στο DNA. Μπορούν να ενσωματωθούν στο DNA, με αποτέλεσμα μεταλλάξεις. Για παράδειγμα, η 5-βρωμοουρακίλη (5-BU) είναι ένα βασικό ανάλογο της θυμίνης. Επίσης, η 2-αμινο-πουρίνη (2AP) είναι ένα ανάλογο βάσης της αδενίνης.

Συγκεκριμένη εσφαλμένη σύζευξη

Μερικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες μεταβάλλουν τις αζωτούχες βάσεις στο DNA, οδηγώντας σε εσφαλμένη σύζευξη. Αλκυλιωτικοί παράγοντες όπως ο μεθανοσουλφονικός αιθυλεστέρας (EMS) και η νιτροσογουανιδίνη (NG) προσθέτουν οξυγόνο στην 6η θέση της γουανίνης στο DNA και στην 4η θέση της θυμίνης, προκαλώντας μετάβαση GC σε AT. Επίσης, οι παρεμβαλλόμενοι παράγοντες, όπως η προφλαβίνη, το πορτοκάλι ακριδίνης είναι μόρια σχεδιασμού, τα οποία μπορούν να γλιστρήσουν μεταξύ αζωτούχων βάσεων στο DNA.

Βασική βλάβη

Ορισμένα μεταλλαξιογόνα βλάπτουν μία ή περισσότερες αζωτούχες βάσεις στο DNA προκαλώντας αποκλεισμό αντιγραφής. Στα βακτήρια, το σύστημα SOS είναι υπεύθυνο για την αποκατάσταση αυτών των τύπων βλαβών στο DNA.

Τι είναι μια Αυθόρμητη Μετάλλαξη

Οι αυθόρμητες μεταλλάξεις είναι ένας άλλος τύπος κληρονομήσιμων αλλαγών στη δομή του DNA, που οφείλονται σε φυσικούς παράγοντες. Οι τρεις πηγές αυθόρμητων μεταλλάξεων είναι τα σφάλματα στην αντιγραφή του DNA, οι αυθόρμητες βλάβες και τα μετατιθέμενα γενετικά στοιχεία.

Σφάλματα στην αντιγραφή DNA

Η προσθήκη λανθασμένων βάσεων στον νεοσυντιθέμενο κλώνο DNA από την DNA πολυμεράση έχει ως αποτέλεσμα σφάλματα στην αντιγραφή του DNA με τη μορφή υποκαταστάσεων βάσεων. Οι υποκαταστάσεις βάσης μπορεί να είναι μεταλλάξεις μετάβασης στις οποίες μια βάση πουρίνης αντικαθίσταται από μια άλλη βάση πουρίνης ή μεταλλάξεις μεταστροφής, οι οποίες υποκαθιστούν τις πουρίνες από πυριμιδίνες και αντίστροφα. Επίσης, προκύπτουν μεταλλάξεις μετατόπισης πλαισίου λόγω σφαλμάτων αναπαραγωγής. Επίσης, οι διαγραφές ευθύνονται για ένα αξιοσημείωτο κλάσμα αυθόρμητων μεταλλάξεων. Επιπλέον, τα σφάλματα αντιγραφής μπορούν επίσης να προκαλέσουν διπλασιασμό τμημάτων του DNA.

Εικόνα 2:Διαφορετικές δομικές αλλαγές στο DNA

Αυθόρμητες βλάβες

Η αποπουρίνωση και η απαμίνωση είναι οι δύο κύριοι τύποι αυθόρμητων βλαβών που μπορούν να εμφανιστούν στο DNA. Η αποπουρίνωση είναι η επακόλουθη απώλεια υπολειμμάτων πουρίνης από τη δομή του DNA, με αποτέλεσμα τη δημιουργία απουρινικών θέσεων. Κατά την απαμίνωση, η κυτοσίνη μετατρέπεται σε ουρακίλη, η οποία στη συνέχεια ζευγαρώνει με την αδενίνη κατά την αντιγραφή. Επομένως, αυτό προκαλεί επίσης μετάβαση GC σε AT. Ωστόσο, υπάρχει ένας τρίτος τύπος αυθόρμητων βλαβών που ονομάζονται οξειδωτικά κατεστραμμένες βάσεις. Εδώ, οι ενεργές βάσεις οξυγόνου όπως οι ρίζες υπεροξειδίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου και οι ρίζες υδροξυλίου προκαλούν οξειδωτική βλάβη στο DNA, προκαλώντας μεταλλάξεις.

Μεταβιβάσιμα γενετικά στοιχεία

Ορισμένα γενετικά στοιχεία μπορούν να μετακινηθούν από τη μια σε μια άλλη θέση του ίδιου ή διαφορετικού χρωμοσώματος. Μεσολαβούν σε χρωμοσωμικές ανακατατάξεις.

Similarities Between Induced and Spontaneous Mutation

Οι επαγόμενες και οι αυθόρμητες μεταλλάξεις είναι δύο τύποι δομικών αλλαγών που συμβαίνουν στο DNA.
Επιπλέον, οι επαγόμενες και οι αυθόρμητες μεταλλάξεις είναι κληρονομήσιμες.
Επίσης, και οι δύο τύποι μεταλλάξεων είναι σημαντικοί στη μελέτη της λειτουργικής γονιδιωματικής για την ανακάλυψη της λειτουργίας ενός συγκεκριμένου γονιδίου στο γονιδίωμα.

Διαφορά μεταξύ επαγόμενης και αυθόρμητης μετάλλαξης

Ορισμός

Η επαγόμενη μετάλλαξη αναφέρεται σε μια μετάλλαξη που παράγεται με θεραπεία με φυσικό ή χημικό παράγοντα που επηρεάζει τα μόρια δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος ενός ζωντανού οργανισμού, ενώ η αυθόρμητη μετάλλαξη αναφέρεται σε μια μετάλλαξη που προκύπτει φυσικά και όχι ως αποτέλεσμα έκθεσης σε μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Επομένως, αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης.

Προέλευση

Μια άλλη διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης είναι ότι οι επαγόμενες μεταλλάξεις συμβαίνουν λόγω μεταλλαξιγόνων από το περιβάλλον, ενώ οι αυθόρμητες μεταλλάξεις οφείλονται σε φυσικά αίτια.

Μηχανισμοί

Οι μηχανισμοί που εμπλέκονται σε αυτά είναι επίσης μια σημαντική διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης. Οι επαγόμενες μεταλλάξεις συμβαίνουν λόγω της ενσωμάτωσης αναλόγων βάσεων, της κακής σύζευξης των βάσεων και της βλάβης της βάσης, ενώ οι αυθόρμητες μεταλλάξεις εμφανίζονται λόγω των σφαλμάτων στην αντιγραφή του DNA, των αυθόρμητων αλλοιώσεων όπως η αποπουρίνωση και η απαμίνωση και τα μεταφερόμενα γενετικά στοιχεία.

Λειτουργική Γονιδιωματική

Ενώ οι επαγόμενες μεταλλάξεις είναι σημαντικές στην αντίστροφη γενετική, οι αυθόρμητες μεταλλάξεις είναι σημαντικές στην μπροστινή γενετική. Επομένως, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης.

Συμπέρασμα

Μια επαγόμενη μετάλλαξη είναι ένας τύπος δομικής αλλαγής στο DNA, που συμβαίνει λόγω μεταλλαξιγόνων. Οι τρεις κύριοι μηχανισμοί των επαγόμενων μεταλλάξεων είναι η ενσωμάτωση αναλόγων βάσης, η εσφαλμένη σύζευξη και η βλάβη της βάσης. Από την άλλη πλευρά, μια αυθόρμητη μετάλλαξη συμβαίνει λόγω φυσικών διεργασιών όπως λάθη στην αντιγραφή του DNA, αυθόρμητες βλάβες και μεταφερόμενα γενετικά στοιχεία. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ της επαγόμενης και της αυθόρμητης μετάλλαξης είναι η προέλευση του παράγοντα που προκαλεί τη μετάλλαξη.