Kakšna je razlika med inducirano in spontano mutacijo - Razlika Med

Kakšna je razlika med inducirano in spontano mutacijo

Theglavna razlikamed inducirano in spontano mutacijoinducirana mutacija nastane zaradi vpliva okoljskih dejavnikov, imenovanih mutageni, medtem ko spontana mutacija nastane zaradi naravnih sprememb v strukturi DNA.Poleg tega sevanje, oksidativna poškodba, vmesna sredstva, bazični analogi, hidroksilamin, dušikov oksid povzročijo inducirane mutacije, medtem ko napake v replikaciji DNA, depurinacija, deaminacija in prenosljivi genetski elementi povzročijo spontane mutacije.

Inducirane in spontane mutacije sta dve vrsti dednih sprememb v strukturi DNA. Mutacije so bistveno orodje pri preučevanju genetike.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je inducirana mutacija
- Definicija, Mutagens, Mehanizmi
2. Kaj je spontana mutacija
- Definicija, dejstva, mehanizmi
3. Kakšne so podobnosti med inducirano in spontano mutacijo
- oris skupnih funkcij
4. Kakšna je razlika med inducirano in spontano mutacijo
- Primerjava ključnih razlik

Ključni pogoji

Osnovni analogi, osnovna poškodba, napake pri replikaciji DNA, inducirana mutacija, napačno navijanje, spontane mutacije, spontane lezije 


Kaj je inducirana mutacija

Inducirane mutacije so dedne strukturne spremembe v DNA, ki nastanejo zaradi okoljskih dejavnikov, ki se imenujejo mutageni. Na splošno dve vrsti mutagena povzročata mutacije: kemične mutagene in fizične mutagene. Nekateri primeri kemičnih mutagenov vključujejo hidroksilamin, bazične analoge, alkilirajoče snovi, adukta DNK, vmesna sredstva, premreževalce DNA, oksidacijsko poškodbo, dušikovo kislino itd. Nasprotno pa sta dve vrsti fizikalnih mutagenov UV in ionizirajoče sevanje.


Slika 1: Mutacija zaradi UV sevanja

Poleg tega so pri tvorjenju induciranih mutacij vključeni trije mehanizmi. Gre za vključitev osnovnih analogov, specifično napačno vezavo in osnovno škodo.

Vključitev osnovnih analogov

Osnovni analogi so kemijske spojine s podobnimi strukturnimi lastnostmi kot dušikove baze v DNA. Lahko se vključijo v DNA, kar povzroči mutacije. Na primer, 5-bromuracil (5-BU) je bazni analog timina. Tudi 2-amino-purin (2AP) je bazni analog adenina.

Specifično napačno povezovanje

Nekateri mutageni spremenijo dušikove baze v DNA, kar vodi do napačnega povezovanja. Alkilirna sredstva, kot je etil metansulfonat (EMS) in nitrosoguanidin (NG), dodajo kisik na 6. mesto gvanina v DNA in 4. mesto timina, kar povzroči prehod GC na AT. Tudi interkalirna sredstva, vključno s proflavinom, akridin oranžno so molekule planerjev, ki lahko zdrsnejo med dušikove baze v DNA.

Osnovna škoda

Nekatere mutagene poškodujejo eno ali več dušikovih baz v DNA, ki povzročajo replikacijski blok. Pri bakterijah je sistem SOS odgovoren za popravilo teh vrst poškodb v DNA.

Kaj je spontana mutacija

Spontane mutacije so druga vrsta dednih sprememb v strukturi DNA, ki nastanejo zaradi naravnih dejavnikov. Trije viri spontanih mutacij so napake pri replikaciji DNK, spontane lezije in prenosljivi genetski elementi.

Napake pri replikaciji DNK

Dodatek nepravilnih baz za novo sintetizirano DNA verigo z DNA polimerazo povzroči napake pri replikaciji DNA v obliki baznih substitucij. Osnovni substituciji so lahko prehodne mutacije, pri katerih je purinska baza substituirana z drugimi purinskimi bazami ali transverzijskimi mutacijami, ki nadomestijo purine s pirimidini in obratno. Prav tako se pojavijo mutacije okvirja zaradi napak replikacije. Tudi izbrisi pomenijo opazen delež spontanih mutacij. Poleg tega lahko napake pri podvajanju povzročijo tudi podvajanje segmentov DNA.


Slika 2: Različne strukturne spremembe v DNA

Spontane lezije

Depinacija in deaminacija sta glavni vrsti spontanih lezij, ki se lahko pojavita v DNA. Depurinacija je posledična izguba purinskih ostankov iz strukture DNA, kar povzroči apurinska mesta. Pri deaminaciji se citozin pretvori v uracil, ki se nato pri replikaciji pari z adeninom. Zato to povzroča tudi prehod GC na AT. Vendar pa obstaja tretja vrsta spontanih lezij, imenovanih oksidativno poškodovane baze. Tu aktivne kisikove baze, kot so superoksidni radikali, vodikov peroksid in hidroksilni radikali, povzročajo oksidativno poškodbo DNA, kar povzroča mutacije.

Prenosljivi genetski elementi

Nekateri genetski elementi se lahko premaknejo iz enega v drug položaj istega ali drugega kromosoma. Posredujejo kromosomske preureditve.

Podobnosti med inducirano in spontano mutacijo

  • Inducirane in spontane mutacije sta dve vrsti strukturnih sprememb v DNA.
  • Poleg tega so inducirane in spontane mutacije dedne.
  • Prav tako sta obe vrsti mutacij pomembni pri preučevanju funkcionalne genomike, da bi ugotovili delovanje določenega gena v genomu.

Razlika med inducirano in spontano mutacijo

Opredelitev

Inducirana mutacija se nanaša na mutacijo, ki se proizvaja z obdelavo s fizikalnim ali kemičnim sredstvom, ki vpliva na molekule deoksiribonukleinske kisline živega organizma, medtem ko se spontana mutacija nanaša na mutacijo, ki nastane naravno in ne kot posledica izpostavljenosti mutagenim snovem. To je torej glavna razlika med inducirano in spontano mutacijo.

Izvor

Druga razlika med inducirano in spontano mutacijo je, da se inducirane mutacije pojavijo zaradi mutagenov iz okolja, medtem ko se spontane mutacije pojavljajo zaradi naravnih vzrokov.

Mehanizmi

Mehanizmi, ki jih vključujejo, so tudi velika razlika med inducirano in spontano mutacijo. Inducirane mutacije nastanejo zaradi vključitve baznih analogov, napačnega vezanja baz in poškodb baze, medtem ko se zaradi spontanih mutacij pojavijo napake v replikaciji DNA, spontane lezije, kot je depurinacija in deaminacija, ter genetski elementi, ki se lahko prenesejo.

Funkcionalna genomika

Medtem ko so inducirane mutacije pomembne v povratni genetiki, so spontane mutacije pomembne pri genetiki vnaprej. Zato je to še ena razlika med inducirano in spontano mutacijo.

Zaključek

Inducirana mutacija je vrsta strukturne spremembe v DNA, ki nastane zaradi mutagenih. Trije glavni mehanizmi induciranih mutacij so vključitev baznih analogov, napačno vezanje in osnovna škoda. Po drugi strani pa pride do spontane mutacije zaradi naravnih procesov, kot so napake pri replikaciji DNK, spontane lezije in prenosljivi genetski elementi. Tako je glavna razlika med inducirano in spontano mutacijo izvor sredstva, ki povzroči mutacijo.

Reference:

1. Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al. Uvod v genetsko analizo. 7. izdaja. New York: W. H. Freeman; 2000. Inducirane mutacije.