ความแตกต่างที่สำคัญ – ความเสียหายของ DNA กับการกลายพันธุ์
DNA มีข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละเซลล์ มันถูกเก็บไว้พร้อมกับข้อมูลการถ่ายทอดทางพันธุกรรมซึ่งควรจะส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น ข้อมูลทางพันธุกรรมถูกซ่อนอยู่ภายในโมเลกุลดีเอ็นเอในรูปแบบของลำดับนิวคลีโอไทด์ที่แม่นยำ มีนิวคลีโอไทด์หลายพันล้านตัว และพวกมันถูกจัดเรียงเป็นกลุ่มที่เรียกว่ายีน ยีนได้รับการเข้ารหัสด้วยคำแนะนำในการสร้างโปรตีนและวัสดุอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต การพัฒนา และการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิต จำนวนและลำดับที่ถูกต้องของนิวคลีโอไทด์ใน DNA เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดดังนั้นการรักษาความสมบูรณ์และความเสถียรของ DNA จึงมีความสำคัญต่อชีวิต อย่างไรก็ตาม ดีเอ็นเอมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากปัจจัยต่างๆ รวมทั้งแหล่งกำเนิดภายในและสิ่งแวดล้อม ความเสียหายและการกลายพันธุ์ของ DNA เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นใน DNA ความเสียหายของดีเอ็นเอเรียกว่าการแตกหักหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางกายภาพหรือทางเคมีของดีเอ็นเอ การกลายพันธุ์ถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงฐานในลำดับดีเอ็นเอ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความเสียหายของ DNA และการกลายพันธุ์คือความเสียหายของ DNA สามารถซ่อมแซมได้อย่างถูกต้องโดยเอนไซม์ ในขณะที่เอนไซม์ไม่สามารถรับรู้และซ่อมแซมการกลายพันธุ์ได้
ความเสียหายของ DNA คืออะไร
DNA damage เป็นความผิดปกติของโครงสร้างทางกายภาพและ/หรือทางเคมีของ DNA เนื่องจากความเสียหายของ DNA โครงสร้างจึงเบี่ยงเบนไปจากโครงสร้างปกติ ความเสียหายของ DNA ส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบของ DNA การเพิ่มนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ถูกต้องระหว่างการจำลองแบบจะเกิดขึ้นในทุก ๆ 108 คู่เบส อย่างไรก็ตาม 99% ของข้อผิดพลาดจะได้รับการแก้ไขในระหว่างการพิสูจน์อักษรของเอนไซม์ DNA polymeraseส่วนที่เหลืออีก 1% จะไม่ถูกซ่อมแซมและจะถูกส่งต่อไปยังรุ่นต่อไปเป็นการกลายพันธุ์
DNA ความเสียหายสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการนำเบสที่ผิดกฎหมายเข้ามาในระหว่างการจำลองแบบ การแยกส่วนหรือการดัดแปลงอื่น ๆ ของเบส การสูญเสียเบสจากกระดูกสันหลังของ DNA ส่งผลให้ไซต์อะเบสิก การแยกเกลียวเดี่ยว การแยกเกลียวคู่ การก่อตัวของไพริมิดีน ไดเมอร์, การเชื่อมขวางภายในและระหว่างเส้นใย ฯลฯ ความเสียหายของ DNA เหล่านี้ได้รับการซ่อมแซมอย่างต่อเนื่องโดยกลไกการซ่อมแซม DNA หลายอย่างในเซลล์ ซึ่งรวมถึงการซ่อมแซมการตัดตอนเบส การซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์ การซ่อมแซมที่ไม่ตรงกัน การต่อปลายที่คล้ายคลึงกันหรือการต่อปลายที่ไม่คล้ายคลึงกัน เป็นต้น
ดีเอ็นเอเสียหายมีหลายสาเหตุ ข้อผิดพลาดในการจำลองแบบ DNA ส่งผลให้ DNA เสียหาย ดีเอ็นเอสามารถถูกทำลายได้เนื่องจากการสัมผัสกับแสงยูวี สารเคมีที่เป็นพิษ รังสีไอออไนซ์ เอ็กซ์เรย์ ยาต้านเนื้องอก และผลพลอยได้ของเซลล์ที่เป็นอันตราย (อนุมูลออกซิเจน สารอัลคิเลต)
รูปที่ 01: DNA Damage by UV Radiation
การกลายพันธุ์คืออะไร
การกลายพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสของ DNA เอ็นไซม์ไม่สามารถรับรู้ข้อผิดพลาดของ DNA เมื่อเกิดขึ้นในทั้งสองสาย หากการเปลี่ยนแปลงของเบสเกิดขึ้นในทั้งสองสายในรูปแบบของการกลายพันธุ์ เอ็นไซม์ไม่สามารถซ่อมแซมพวกมันได้ ดังนั้นการกลายพันธุ์จะถูกส่งไปยังจีโนมที่ทำซ้ำและส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไปซึ่งสร้างฟีโนไทป์ที่แตกต่างกัน ยีนที่กลายพันธุ์ส่งผลให้เกิดลำดับกรดอะมิโนที่แตกต่างกันซึ่งผลิตผลิตภัณฑ์โปรตีนที่ไม่ถูกต้อง
การกลายพันธุ์อาจเกิดขึ้นได้จากแหล่งภายนอกหรือจากภายนอก เช่น ความล้มเหลวของกลไกการซ่อมแซม ข้อผิดพลาดของการรวมตัวของดีเอ็นเอและการจำลองแบบ ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน สารเคมีที่เป็นพิษ เอ็กซ์เรย์ แสงยูวี ฯลฯ ในระหว่างการจำลองแบบ การกลายพันธุ์จะเกิดขึ้นในอัตรา ของการกลายพันธุ์หนึ่งครั้งในทุก ๆ 10 พันล้านคู่เบสที่ถูกจำลองแบบ
ผลลัพธ์ของการกลายพันธุ์อาจเป็นบวก (ได้ประโยชน์) ลบ (มีผลเสีย) และเป็นกลาง การกลายพันธุ์มีหลายประเภท เช่น การกลายพันธุ์แบบจุด การกลายพันธุ์แบบเปลี่ยนเฟรม การกลายพันธุ์แบบ missense การกลายพันธุ์แบบเงียบ และการกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ
รูปที่ 02: การกลายพันธุ์โดย UV
DNA Damage กับการกลายพันธุ์ต่างกันอย่างไร
DNA ความเสียหายกับการกลายพันธุ์ |
|
| DNA เสียหายคือการเปลี่ยนแปลงใดๆ เช่น การแตกหักหรือการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนจากโครงสร้างเกลียวคู่ปกติ | การกลายพันธุ์เป็นความเสียหายของ DNA ที่สืบทอดมาซึ่งอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ |
| การซ่อมแซม | |
| DNA ถูกทำลายได้ด้วยเอ็นไซม์ | เอ็นไซม์ไม่สามารถซ่อมแซมการกลายพันธุ์ได้ |
| มรดก | |
| เอ็นไซม์แก้ไขความเสียหาย ไม่ส่งต่อให้คนรุ่นหลัง | ส่งต่อให้คนรุ่นหลัง |
| ระหว่างการจำลอง | |
| DNA ความเสียหายส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบในสายการสังเคราะห์ใหม่ | การกลายพันธุ์เกิดขึ้นส่วนใหญ่ระหว่างการจำลองแบบเมื่อเลือกเทมเพลตที่ไม่ถูกต้อง และทั้งสองเส้นได้รับการแก้ไข |
สรุป – ความเสียหายของ DNA กับการกลายพันธุ์
DNA ความเสียหายและการกลายพันธุ์เป็นข้อผิดพลาดสองประเภทที่เกิดขึ้นในโครงสร้างดีเอ็นเอความเสียหายของ DNA เป็นการดัดแปลงใดๆ ในโครงสร้างทางเคมีหรือทางกายภาพของ DNA ที่แปลงเป็นโมเลกุล DNA ที่เปลี่ยนแปลงไปจากโมเลกุล DNA ดั้งเดิม การดัดแปลงเหล่านี้จะถูกติดตามอย่างรวดเร็วโดยเอ็นไซม์และแก้ไขก่อนที่จะแปลงเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดมาซึ่งเรียกว่าการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เป็นการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดได้ในลำดับเบสของดีเอ็นเอ โดยปกติเอนไซม์จะไม่รู้จักพวกมันและต้องได้รับการซ่อมแซม การกลายพันธุ์นำไปสู่ผลิตภัณฑ์โปรตีนที่ไม่ต้องการและฟีโนไทป์ที่แตกต่างกัน นี่คือความแตกต่างระหว่างความเสียหายของ DNA และการกลายพันธุ์