Ključna razlika između mutacija DNK sekvence i epigenetskih modifikacija je u tome što se tokom mutacija DNK sekvence dešavaju promene u originalnim sekvencama DNK, dok se tokom epigenetskih modifikacija, promene ne dešavaju u originalnim sekvencama DNK.
Genom predstavlja ukupnu genetsku informaciju organizma u obliku preciznih sekvenci DNK ili gena. Određeni gen sadrži određeni genetski kod za proizvodnju specifičnog proteina. Dakle, geni se eksprimiraju putem dva procesa: transkripcije i translacije. Međutim, zbog različitih razloga dolazi do promjena u DNK sekvencama gena. Ove vrste promjena u nukleotidnim sekvencama nazivamo mutacijama. Ponekad, čak i bez promjene originalnih sekvenci DNK gena, ekspresija gena se mijenja i proizvodi različite fenotipove. Ove instance nazivamo epigenetskim modifikacijama.
Šta su mutacije DNK sekvence?
Mutacije su promjene koje se javljaju u nukleotidnim sekvencama DNK. Kada dođe do mutacije, ona mijenja precizan redoslijed nukleotida DNK sekvence. Kao rezultat toga, genetske informacije se mijenjaju unutar određene sekvence. Jedna promjena nukleotida može stvoriti štetan učinak na organizam; na primjer, genetski poremećaji. Međutim, ponekad to ne predstavlja prijetnju. Ako se mutacija dogodi u egzonskom području gena, to može rezultirati pogrešnim proteinom. Nadalje, mutacije zametne linije rezultiraju genetskim poremećajima kada prelaze na sljedeću generaciju jer se javljaju u polnim stanicama kao što su spermatozoidi i jajašca. Međutim, većina drugih mutacija nije nasljedna.
Slika 01: Mutacije DNK sekvence
Mutacije DNK sekvence nastaju kao rezultat izlaganja jakim hemikalijama i kancerogenima, UV zračenju, greškama u procesu replikacije DNK, izloženosti zračenju, itd. Osim toga, neke mutacije su spontane. Mutacije mogu biti točkaste ili hromozomske mutacije. Promjene pojedinačnih nukleotida ili tačkaste mutacije dešavaju se zbog umetanja, brisanja i supstitucija. S druge strane, mutacije koje uzrokuju strukturne promjene hromozoma dešavaju se zbog umnožavanja gena, brisanja kromosomskih dijelova, hromozomskih preuređivanja itd.
Šta su epigenetske modifikacije?
Epigenetika je proučavanje nasljednih promjena ekspresije gena bez promjene originalne sekvence DNK. Dakle, fenotipovi se mijenjaju bez promjene genotipova u epigenetici. Ovo jasno govori da postoje određeni faktori koji kontrolišu ekspresiju gena i fenotipove pored njihovih DNK sekvenci. Ovo su epigenetske modifikacije. Ove epigenetske modifikacije igraju važnu ulogu u ekspresiji i regulaciji gena i igraju glavnu ulogu u ćelijskim procesima kao što su diferencijacija, razvoj i tumorigeneza.
Slika 02: Epigenetske modifikacije
Neke epigenetske modifikacije su metilacija DNK, modifikacija histona i genetsko utišavanje posredovano mikroRNA. Tokom metilacije DNK dolazi do dodavanja metil ili hidroksimetil grupe bazama sekvence DNK. Histoni su proteini koji stvaraju hromatinska vlakna. Modifikacije histona dovode do strukturnih promjena u kromatinu i promjena u ekspresiji gena. Posebnost epigenetskih modifikacija je da utiče na ekspresiju gena bez oštećenja DNK sekvence gena. Međutim, epigenetske modifikacije su reverzibilne.
Koje su sličnosti između mutacija DNK sekvence i epigenetskih modifikacija?
- Mutacije sekvence DNK i epigenetske modifikacije povezane su sa genima.
- Obojica mogu promijeniti fenotip.
- Izazivaju nasljedne promjene u organizmima.
Koja je razlika između mutacija DNK sekvence i epigenetskih modifikacija?
Mutacije DNK sekvence su trajne promjene koje se javljaju u DNK 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 sekvence i epigenetskih modifikacija. Nadalje, mutacije DNK sekvence mogu biti naslijeđene i nenaslijeđene. S druge strane, epigenetske modifikacije su nasljedne promjene. Ovo je također značajna razlika između mutacija DNK sekvence i epigenetskih modifikacija.
Štaviše, mutacije DNK sekvence uzrokuju promjene u genetskim informacijama dok epigenetske modifikacije ne uzrokuju promjene u genetskim informacijama. Što je još važnije, mutacije DNK sekvence mijenjaju originalnu sekvencu nukleotida DNK, dok epigenetske modifikacije ne mijenjaju originalnu sekvencu DNK gena. Ovo je još jedna razlika između mutacija sekvence DNK i epigenetskih modifikacija. Nadalje, postoje tri glavna tipa mutacija DNK sekvence kao točkaste mutacije, mutacije pomaka okvira i hromozomske mutacije. S druge strane, postoje tri vrste epigenetskih modifikacija kao što su metilacija DNK, modifikacija histona i genetsko utišavanje posredovano mikroRNA.
U nastavku infografike o razlici između mutacija sekvence DNK i epigenetskih modifikacija sve su razlike uporedno prikazane u tabeli.
Sažetak – mutacije DNK sekvence vs epigenetske modifikacije
Mutacije sekvence DNK i epigenetske modifikacije su dvije vrste promjena koje se javljaju u genima. U mutacijama DNK sekvence, precizna sekvenca nukleotida se trajno mijenja, dok se u epigenetskim modifikacijama originalna sekvenca DNK 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 sekvence. Osim toga, sve epigenetske modifikacije su nasljedne, za razliku od mutacija DNK sekvence. Ovo je sažetak razlike između mutacija sekvence DNK i epigenetskih modifikacija.
