ההבדל העיקרי בין מוטציות ברצף ה-DNA לבין שינויים אפיגנטיים הוא שבמהלך מוטציות ברצף ה-DNA, מתרחשים שינויים ברצפי ה-DNA המקוריים ואילו במהלך השינויים האפיגנטיים, שינויים לא מתרחשים ברצפי ה-DNA המקוריים.
הגנום מייצג את המידע הגנטי הכולל של אורגניזם בצורה של רצפי DNA או גנים מדויקים. גן מסוים מכיל קוד גנטי מסוים לייצור חלבון ספציפי. לפיכך, גנים מתבטאים באמצעות שני תהליכים: שעתוק ותרגום. עם זאת, מסיבות שונות מתרחשים שינויים ברצפי ה-DNA של הגנים.אנו קוראים לסוגים אלה של שינויים ברצפי נוקלאוטידים מוטציות. לפעמים, אפילו מבלי לשנות את רצפי ה-DNA המקוריים של הגנים, ביטוי הגנים משתנה ומייצר פנוטיפים שונים. אנו קוראים למקרים האלה שינויים אפיגנטיים.
מהן מוטציות ברצף DNA?
מוטציות הן השינויים המתרחשים ברצפי הנוקלאוטידים של ה-DNA. כאשר מתרחשת מוטציה, היא משנה את סדר הנוקלאוטידים המדויק של רצף ה-DNA. כתוצאה מכך, מידע גנטי משתנה בתוך רצף מסוים. שינוי נוקלאוטיד בודד יכול ליצור השפעה מזיקה על אורגניזם; למשל, הפרעות גנטיות. עם זאת, לפעמים זה לא מהווה איום. אם המוטציה מתרחשת באזור אקסון של גן, היא עלולה לגרום לחלבון שגוי. יתר על כן, מוטציות בקו הנבט גורמות להפרעות גנטיות כשהן עוברות לדור הבא מכיוון שהן מתרחשות בתאי מין כגון זרע וביצית. עם זאת, רוב המוטציות האחרות אינן ניתנות להורשה.
איור 01: מוטציות ברצף DNA
מוטציות ברצף DNA מתרחשות כתוצאה מחשיפה לכימיקלים חזקים ומסרטנים, לאור UV, טעויות בתהליך שכפול ה-DNA, חשיפה לקרינה ועוד. מלבד זאת, חלק מהמוטציות הן ספונטניות. מוטציות יכולות להיות מוטציות נקודתיות או מוטציות כרומוזומליות. שינויים בנוקלאוטידים בודדים או מוטציות נקודתיות קורים עקב הוספות, מחיקות והחלפות. מצד שני, מוטציות הגורמות לשינויים מבניים של כרומוזומים קורות עקב כפילויות גנים, מחיקות של חלקים כרומוזומליים, סידורים מחדש כרומוזומליים וכו'.
מהם שינויים אפיגנטיים?
אפיגנטיקה היא מחקר של שינויים תורשתיים של ביטוי הגנים מבלי לשנות את רצף ה-DNA המקורי.לפיכך, הפנוטיפים משתנים מבלי לשנות את הגנוטיפים באפיגנטיקה. זה אומר בבירור שישנם גורמים מסוימים השולטים בביטויי גנים ובפנוטיפים בנוסף לרצפי ה-DNA שלהם. אלו הם השינויים האפיגנטיים. שינויים אפיגנטיים אלה ממלאים תפקיד חשוב בביטוי וויסות גנים והם ממלאים תפקיד מרכזי בתהליכים תאיים כגון התמיינות, התפתחות וגידולים.
איור 02: שינויים אפיגנטיים
כמה שינויים אפיגנטיים הם מתילציה של DNA, שינוי היסטון והשתקה גנטית בתיווך מיקרו-RNA. במהלך מתילציה של DNA, מתרחשת הוספה של קבוצת מתיל או הידרוקסי-מתיל לבסיסים של רצף ה-DNA. היסטונים הם חלבונים שמייצרים סיבי כרומטין.שינויים בהיסטון מובילים לשינויים מבניים בכרומטין ולשינויים בביטוי הגנים. המומחיות של השינויים האפיגנטיים היא בכך שהם משפיעים על ביטוי הגנים מבלי לפגוע ברצף ה-DNA של הגן. עם זאת, שינויים אפיגנטיים הם הפיכים.
מהם הדמיון בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים?
- מוטציות ברצף DNA ושינויים אפיגנטיים קשורים לגנים.
- שניהם מסוגלים לשנות את הפנוטיפ.
- הם גורמים לשינויים תורשתיים באורגניזמים.
מה ההבדל בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים?
מוטציות ברצף DNA הן השינויים הקבועים המתרחשים ברצפי ה-DNA של הגנום. מצד שני, שינויים אפיגנטיים הם השינויים התורשתיים של הטבע הכימי והפיזי של הכרומטין שיכולים לשנות את ביטוי הגנים.זהו ההבדל העיקרי בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים. יתר על כן, מוטציות ברצף ה-DNA יכולות לעבור בתורשה וגם לא לעבור בתורשה. מצד שני, שינויים אפיגנטיים הם שינויים תורשתיים. זהו גם הבדל משמעותי בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים.
יתר על כן, מוטציות ברצף DNA גורמות לשינויים במידע הגנטי בעוד ששינויים אפיגנטיים אינם גורמים לשינויים במידע הגנטי. חשוב מכך, מוטציות ברצף ה-DNA משנות את רצף הנוקלאוטידים המקורי של ה-DNA בעוד ששינויים אפיגנטיים אינם משנים את רצף ה-DNA המקורי של הגן. זהו הבדל נוסף בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים. יתר על כן, ישנם שלושה סוגים עיקריים של מוטציות ברצף ה-DNA כמו מוטציות נקודתיות, מוטציות בשינוי מסגרת ומוטציות כרומוזומליות. מצד שני, ישנם שלושה סוגים של שינויים אפיגנטיים כמו מתילציה של DNA, שינוי היסטון והשתקה גנטית בתיווך מיקרו-RNA.
להלן אינפוגרפיקה על ההבדל בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים מציגה את כל ההבדלים באופן השוואתי.
סיכום – מוטציות ברצף DNA לעומת שינויים אפיגנטיים
מוטציות ברצף DNA ושינויים אפיגנטיים הם שני סוגים של שינויים המתרחשים בגנים. במוטציות ברצף DNA, רצף הנוקלאוטידים המדויק משתנה לצמיתות בעוד בשינויים אפיגנטיים, רצף ה-DNA המקורי אינו משתנה. עם זאת, שינויים אפיגנטיים גורמים לשינויים בביטוי הגנים, ובכך יוצרים שינויים בפנוטיפים. יתר על כן, שינויים אפיגנטיים הפיכים, בניגוד למוטציות ברצף ה-DNA. בנוסף, כל השינויים האפיגנטיים הם תורשתיים, בניגוד למוטציות ברצף ה-DNA.זהו סיכום של ההבדל בין מוטציות ברצף DNA לבין שינויים אפיגנטיים.
