הבדל מפתח - נזק DNA לעומת מוטציה
DNA נושא את המידע הגנטי של כל תא. הוא מאוחסן עם מידע התורשה שאמור לעבור מדור לדור הבא. המידע הגנטי מוסתר בתוך מולקולות ה-DNA בצורה של רצפי נוקלאוטידים מדויקים. ישנם מיליארדי נוקלאוטידים, והם מסודרים בקבוצות הנקראות גנים. גנים מקודדים בהוראות להפיכת כל החלבונים וחומרים אחרים חיוניים לגדילה, התפתחות וחילוף החומרים של האורגניזם. המספר והסדר המדויק של הנוקלאוטידים ב-DNA קובעים את התכונות של כל אורגניזם.לכן, שמירה על שלמות ויציבות ה-DNA חיוניים לכל החיים. עם זאת, ה-DNA נתון כל הזמן לשינויים עקב גורמים שונים כולל מקור פנימי וסביבתי. נזקים ומוטציות ב-DNA הם שינויים כאלה המתרחשים ב-DNA. נזק ל-DNA מכונה שבירה או שינוי במבנה הפיזי או הכימי של ה-DNA. מוטציה מוגדרת כשינויי בסיס ברצף ה-DNA. ההבדל העיקרי בין נזק ל-DNA למוטציה הוא שניתן לתקן נזקי DNA בצורה נכונה על ידי אנזימים ואילו מוטציות לא ניתנות לזיהוי ולתיקון על ידי אנזימים.
מהו נזק ל-DNA?
נזק ל-DNA הוא חריגה במבנה הפיזי ו/או הכימי של ה-DNA. עקב נזק ל-DNA, המבנה שלו חורג מהמבנה הרגיל. נזקי DNA מתרחשים בעיקר במהלך שכפול DNA. הוספת נוקלאוטיד שגוי במהלך השכפול מתרחשת בכל 108 זוגות בסיסים. עם זאת, 99% מהשגיאות מתוקנות במהלך פעילות ההגהה של אנזימי DNA פולימראז.1% הנותרים לא יתוקנו ויעברו לדור הבא כמוטציה.
נזקי DNA יכולים לקרות עקב הכנסת בסיסים לא לגיטימיים במהלך שכפול, דמינציה או שינוי אחר של בסיסים, אובדן בסיס מעמוד השדרה של ה-DNA וכתוצאה מכך לאתרים א-בסיסיים, שבירות גדילים בודדים, הפסקות גדילים כפולים, היווצרות פירמידין דימרים, חיבור בין-גדילי ובין גדילים, וכו'. נזקי ה-DNA הללו מתוקנים ללא הרף על ידי מספר מנגנוני תיקון ה-DNA בתאים. הם כוללים תיקון כריתת בסיס, תיקון כריתת נוקלאוטידים, תיקון אי התאמה, חיבור קצה הומולוגי או חיבור קצה לא הומולוגי וכו'.
ישנן מספר סיבות לנזקי DNA. שגיאות שכפול DNA גורמות לנזקי DNA. DNA עלול להינזק עקב חשיפה לאור UV, כימיקלים רעילים, קרינה מייננת, קרני רנטגן, תרופות נגד גידולים ותוצרי לוואי תאיים מזיקים (רדיקלי חמצן, חומרי אלקילציה).
איור 01: נזק ל-DNA על ידי קרינת UV
מהי מוטציה?
מוטציה היא שינוי ברצף הבסיסים של ה-DNA. אנזימים אינם מצליחים לזהות שגיאות DNA כאשר הן מתרחשות בשני הגדילים. אם השינויים בבסיס מתרחשים בשני הגדילים בצורה של מוטציה, הם לא ניתנים לתיקון על ידי האנזימים. לכן, מוטציות מועברות לגנום המשכפל ומועברות לדורות הבאים, ומייצרות פנוטיפים שונים. גנים שעברו מוטציה מביאים לרצפים שונים של חומצות אמינו שמייצרים מוצרי חלבון שגויים.
מוטציות יכולות להיווצר עקב מקורות אנדוגניים או אקסוגניים כגון כשל במנגנוני תיקון, שגיאות של ריקומבינציה ושכפול של DNA, עקה חמצונית, כימיקלים רעילים, קרני רנטגן, אור UV וכו'. במהלך שכפול, מוטציות מתרחשות בקצב של מוטציה אחת בכל 10 מיליארד זוגות בסיסים שמשכפלים.
התוצאות של המוטציות יכולות להיות חיוביות (מועילות), שליליות (מזיקות) וניטרליות. מוטציות הן בסוגים שונים כגון מוטציות נקודתיות, מוטציות העברת מסגרות, מוטציות פספוס, מוטציות שקטות ומוטציות שטויות.
איור 02: מוטציה על ידי UV
מה ההבדל בין נזק ל-DNA למוטציה?
נזק DNA לעומת מוטציה |
|
| נזק ל-DNA הוא כל שינוי כמו שבירה או שינוי שמכניסים סטייה מהמבנה הכפול-סליל הרגיל. | מוטציה היא נזק ל-DNA תורשתי שעלול לגרום לשונות גנוטיפ. |
| אפשרות לתיקון | |
| ניתן לתקן כראוי נזק ל-DNA על ידי אנזימים. | לא ניתן לתקן את המוטציה על ידי אנזימים. |
| Heritability | |
| מאחר שהנזקים מתוקנים על ידי האנזימים, הם לא מועברים לדורות הבאים | הם מועברים לדורות הבאים. |
| במהלך שכפול | |
| נזקי DNA קורים בעיקר במהלך השכפול בגדיל חדש שסנתז. | מוטציות קורות בעיקר במהלך השכפול כאשר התבנית השגויה נבחרת, ושני הגדילים משתנים. |
סיכום – נזק ל-DNA מול מוטציה
נזק ל-DNA ומוטציה הם שני סוגים של שגיאות שהתרחשו במבנה ה-DNA.נזק ל-DNA הוא כל שינוי במבנה הכימי או הפיזי של ה-DNA הממיר אותו למולקולת DNA שונה ממולקולת ה-DNA המקורית. שינויים אלה מתחקים במהירות על ידי האנזימים ומתוקנים לפני ההמרה לשינוי תורשתי הנקרא מוטציה. מוטציה היא שינוי תורשתי ברצף הבסיסים של ה-DNA. הם אינם מזוהים בדרך כלל על ידי האנזימים ונתונים לתיקון. מוטציות מובילות למוצרי חלבון לא רצויים ולפנוטיפים שונים. זה ההבדל בין נזק ל-DNA למוטציה.
