Ključna razlika između mutacija DNA sekvenci i epigenetskih modifikacija je u tome što se tijekom mutacija DNA sekvenci događaju promjene u originalnim DNA sekvencama, dok se tijekom epigenetskih modifikacija ne događaju promjene u izvornim DNA sekvencama.
Genom predstavlja cjelokupnu genetsku informaciju organizma u obliku preciznih sekvenci DNK ili gena. Određeni gen sadrži određeni genetski kod za proizvodnju specifičnog proteina. Dakle, geni se izražavaju putem dva procesa: transkripcije i translacije. Međutim, zbog raznih razloga dolazi do promjena u DNA sekvencama gena. Ove vrste promjena u sekvencama nukleotida nazivamo mutacijama. Ponekad, čak i bez promjene izvornih DNA sekvenci gena, ekspresija gena se mijenja i proizvodi različite fenotipove. Ove slučajeve nazivamo epigenetskim modifikacijama.
Što su mutacije DNK sekvenci?
Mutacije su promjene koje se događaju u sekvencama nukleotida DNA. Kada dođe do mutacije, ona mijenja precizan redoslijed nukleotida DNK sekvence. Kao rezultat toga, genetske informacije se mijenjaju unutar određenog niza. Promjena jednog nukleotida može stvoriti štetan učinak na organizam; na primjer, genetski poremećaji. Međutim, ponekad ne predstavlja prijetnju. Ako se mutacija dogodi u regiji egzona gena, može rezultirati pogrešnim proteinom. Nadalje, mutacije germinativne linije rezultiraju genetskim poremećajima kada prelaze na sljedeću generaciju budući da se javljaju u spolnim stanicama kao što su spermiji i jajašca. Međutim, većina ostalih mutacija nije nasljedna.
Slika 01: Mutacije sekvenci DNK
Mutacije sekvenci DNK nastaju kao posljedica izlaganja jakim kemikalijama i kancerogenima, UV svjetlu, greškama u procesu replikacije DNK, izlaganju zračenju itd. Osim toga, neke su mutacije spontane. Mutacije mogu biti točkaste mutacije ili kromosomske mutacije. Promjene jednog nukleotida ili točkaste mutacije događaju se zbog umetanja, brisanja i supstitucija. S druge strane, mutacije koje uzrokuju strukturne promjene kromosoma događaju se zbog duplikacija gena, delecija kromosomskih dijelova, kromosomskih preslagivanja itd.
Što su epigenetske modifikacije?
Epigenetika je proučavanje nasljednih promjena ekspresije gena bez promjene izvorne sekvence DNK. Dakle, fenotipovi se mijenjaju bez promjene genotipova u epigenetici. Ovo jasno govori da postoje određeni čimbenici koji kontroliraju ekspresiju gena i fenotipove uz njihove DNA sekvence. To su epigenetske modifikacije. Ove epigenetske modifikacije igraju važnu ulogu u ekspresiji i regulaciji gena te igraju glavnu ulogu u staničnim procesima kao što su diferencijacija, razvoj i tumorigeneza.
Slika 02: Epigenetske izmjene
Neke epigenetske modifikacije su metilacija DNA, modifikacija histona i genetsko utišavanje posredovano mikroRNA. Tijekom metilacije DNA dolazi do dodavanja metilne ili hidroksimetilne skupine bazama sekvence DNA. Histoni su proteini koji stvaraju kromatinska vlakna. Modifikacije histona dovode do strukturnih promjena kromatina i promjena u ekspresiji gena. Posebnost epigenetskih modifikacija je u tome što utječe na ekspresiju gena bez oštećenja DNA sekvence gena. Međutim, epigenetske modifikacije su reverzibilne.
Koje su sličnosti između mutacija sekvenci DNK i epigenetskih modifikacija?
- Mutacije sekvenci DNA i epigenetske modifikacije povezane su s genima.
- Oboje mogu promijeniti fenotip.
- Oni uzrokuju nasljedne promjene u organizmima.
Koja je razlika između mutacija sekvenci DNK i epigenetskih modifikacija?
Mutacije DNA sekvenci trajne su promjene koje se događaju u DNA sekvencama genoma. S druge strane, epigenetske modifikacije su nasljedne promjene kemijske i fizičke prirode kromatina koje mogu promijeniti ekspresiju gena. Ovo je ključna razlika između mutacija DNK sekvenci i epigenetskih modifikacija. Nadalje, mutacije sekvenci DNK mogu biti nasljedne kao i nenasljedne. S druge strane, epigenetske modifikacije su nasljedne promjene. Ovo je također značajna razlika između mutacija DNK sekvenci i epigenetskih modifikacija.
Štoviše, mutacije sekvenci DNK uzrokuju promjene u genetskim informacijama dok epigenetske modifikacije ne uzrokuju promjene u genetskim informacijama. Što je još važnije, mutacije sekvence DNA mijenjaju izvornu sekvencu nukleotida DNA dok epigenetske modifikacije ne mijenjaju izvornu sekvencu DNA gena. Ovo je još jedna razlika između mutacija DNK sekvenci i epigenetskih modifikacija. Nadalje, postoje tri glavne vrste mutacija sekvenci DNK kao točkaste mutacije, mutacije pomaka okvira i kromosomske mutacije. S druge strane, postoje tri vrste epigenetskih modifikacija kao što su metilacija DNA, modifikacija histona i genetsko utišavanje posredovano mikroRNA.
U nastavku infografika o razlici između mutacija sekvenci DNK i epigenetskih modifikacija prikazuje sve razlike usporedno.
Sažetak – Mutacije sekvenci DNK u odnosu na epigenetske modifikacije
Mutacije sekvenci DNA i epigenetske modifikacije dvije su vrste promjena koje se događaju u genima. U mutacijama sekvence DNA, točna sekvenca nukleotida se trajno mijenja dok se u epigenetskim modifikacijama izvorna sekvenca DNA ne mijenja. Međutim, epigenetske modifikacije uzrokuju promjene u ekspresiji gena, stvarajući tako promjene u fenotipovima. Nadalje, epigenetske modifikacije su reverzibilne, za razliku od mutacija DNK sekvenci. Osim toga, sve epigenetske modifikacije su nasljedne, za razliku od mutacija DNK sekvenci. Ovo je sažetak razlika između mutacija sekvenci DNK i epigenetskih modifikacija.
