Was ist der Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation? - Unterschied Zwischen

Was ist der Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation?

DasHauptunterschiedzwischen induzierter und spontaner Mutation ist dasEine induzierte Mutation entsteht durch den Einfluss von Umweltagenten, die Mutagene genannt werden, während eine spontane Mutation aufgrund der natürlichen Änderungen in der DNA-Struktur auftritt.Darüber hinaus führen Bestrahlung, oxidativer Schaden, Interkalationsmittel, Basenanaloga, Hydroxylamin und Distickstoffoxid zu induzierten Mutationen, während Fehler bei der DNA-Replikation, der Depurinierung, der Desaminierung und transponierbaren genetischen Elementen zu spontanen Mutationen führen.

Induzierte und spontane Mutationen sind zwei Arten vererbbarer Veränderungen in der DNA-Struktur. Mutationen sind ein wesentliches Hilfsmittel beim Studium der Genetik.

Wichtige Bereiche

1. Was ist eine induzierte Mutation?
- Definition, Mutagene, Mechanismen
2. Was ist eine spontane Mutation?
- Definition, Fakten, Mechanismen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen induzierter und spontaner Mutation?
- Überblick über gemeinsame Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

Basisanaloga, Basisschaden, Fehler in der DNA-Replikation, induzierte Mutation, Fehlpaarung, spontane Mutation, spontane Läsionen 


Was ist eine induzierte Mutation?

Induzierte Mutationen sind die vererbbaren strukturellen Veränderungen in der DNA, die auf die Umweltagenten zurückzuführen sind, die als Mutagene bezeichnet werden. Im Allgemeinen verursachen zwei Arten von Mutagenen Mutationen: chemische Mutagene und physikalische Mutagene. Einige Beispiele für chemische Mutagene schließen Hydroxylamin, Basenanaloga, Alkylierungsmittel, DNA-Addukte, Interkalationsmittel, DNA-Vernetzer, oxidative Schäden, salpetrige Säure usw. ein. Im Gegensatz dazu sind die zwei Arten von physikalischen Mutagenen UV-Strahlung und ionisierende Strahlung.


Abbildung 1: Mutation durch UV-Strahlung

Darüber hinaus sind drei Mechanismen an der Bildung induzierter Mutationen beteiligt. Es handelt sich dabei um das Einbringen von Basisanaloga, spezifische Fehlpaarungen und Basisschäden.

Aufnahme von Basisanaloga

Basisanaloga sind die chemischen Verbindungen mit ähnlichen strukturellen Eigenschaften wie die stickstoffhaltigen Basen in der DNA. Sie können sich in die DNA einbauen und zu Mutationen führen. Zum Beispiel ist 5-Bromouracil (5-BU) ein Basenanalog von Thymin. Auch 2-Aminopurin (2AP) ist ein Basenanalog von Adenin.

Spezifisches Mispairing

Einige Mutagene verändern die stickstoffhaltigen Basen in der DNA und führen zu Fehlpaarungen. Alkylierungsmittel wie Ethylmethansulfonat (EMS) und Nitrosoguanidin (NG) fügen der 6. Position von Guanin in DNA und der 4. Position von Thymin Sauerstoff hinzu, wodurch ein Übergang von GC zu AT bewirkt wird. Interkalationsmittel, einschließlich Proflavin und Acridinorange, sind Planermoleküle, die zwischen stickstoffhaltigen Basen in der DNA rutschen können.

Grundschaden

Einige Mutagene schädigen eine oder mehrere stickstoffhaltige Basen in der DNA und verursachen einen Replikationsblock. In Bakterien ist das SOS-System dafür verantwortlich, diese Arten von Schäden in der DNA zu reparieren.

Was ist eine spontane Mutation?

Spontane Mutationen sind eine andere Art vererbbarer Veränderungen in der DNA-Struktur, die auf natürlichen Faktoren beruhen. Die drei Quellen für spontane Mutationen sind die Fehler bei der DNA-Replikation, spontane Läsionen und die transponierbaren genetischen Elemente.

Fehler bei der DNA-Replikation

Die Zugabe falscher Basen zu dem neu synthetisierten DNA-Strang durch DNA-Polymerase führt zu Fehlern bei der DNA-Replikation in Form von Basensubstitutionen. Basensubstitutionen können Übergangsmutationen sein, bei denen eine Purinbase durch eine andere Purinbase substituiert wird, oder Transversionsmutationen, die Purine durch Pyrimidine ersetzen und umgekehrt. Auch Frameshift-Mutationen entstehen durch Replikationsfehler. Außerdem machen Deletionen einen erheblichen Teil spontaner Mutationen aus. Darüber hinaus können Replikationsfehler auch dazu führen, dass DNA-Segmente dupliziert werden.


Abbildung 2: Unterschiedliche Strukturänderungen in der DNA

Spontane Läsionen

Depurinierung und Desaminierung sind die zwei Haupttypen von spontanen Läsionen, die in der DNA auftreten können. Die Depurinierung ist der nachfolgende Verlust von Purinresten aus der DNA-Struktur, was zu apurinischen Stellen führt. Bei der Desaminierung wandelt sich Cytosin in Uracil um, das sich während der Replikation mit Adenin paart. Daher führt dies auch zu einem Übergang von GC zu AT. Es gibt jedoch eine dritte Art von spontanen Läsionen, die als oxidativ geschädigte Basen bezeichnet werden. Hier verursachen aktive Sauerstoffbasen wie Superoxidradikale, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale oxidative Schäden an der DNA und verursachen Mutationen.

Transponierbare genetische Elemente

Einige genetische Elemente können sich von einer zu einer anderen Position des gleichen oder eines anderen Chromosoms bewegen. Sie vermitteln chromosomale Umlagerungen.

Ähnlichkeiten zwischen induzierter und spontaner Mutation

  • Induzierte und spontane Mutationen sind zwei Arten von strukturellen Veränderungen, die in der DNA auftreten.
  • Darüber hinaus sind induzierte und spontane Mutationen vererbbar.
  • Beide Arten von Mutationen sind auch wichtig für das Studium der funktionellen Genomik, um die Funktion eines bestimmten Gens im Genom herauszufinden.

Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation

Definition

Induzierte Mutation bezieht sich auf eine Mutation, die durch Behandlung mit einem physikalischen oder chemischen Agens erzeugt wird, das die Desoxyribonukleinsäuremoleküle eines lebenden Organismus beeinflusst, während spontane Mutation auf eine Mutation Bezug nimmt, die auf natürliche Weise entsteht und nicht als Folge einer Exposition gegenüber Mutagenen. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation.

Ursprung

Ein weiterer Unterschied zwischen induzierten und spontanen Mutationen besteht darin, dass die induzierten Mutationen aufgrund von Mutagenen aus der Umgebung auftreten, während die spontanen Mutationen aufgrund natürlicher Ursachen auftreten.

Mechanismen

Die an ihnen beteiligten Mechanismen sind auch ein wesentlicher Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation. Induzierte Mutationen treten aufgrund des Einbaus von Basenanaloga, Basenfehlpaarungen und Basenschäden auf, während spontane Mutationen aufgrund von Fehlern bei der DNA-Replikation, spontanen Läsionen wie Depurination und Deamination und transponierbaren genetischen Elementen auftreten.

Funktionelle Genomik

Während induzierte Mutationen in der umgekehrten Genetik wichtig sind, sind spontane Mutationen in der Vorwärtsgenetik wichtig. Dies ist also ein weiterer Unterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation.

Fazit

Eine induzierte Mutation ist eine Art struktureller Veränderung in der DNA, die aufgrund von Mutagenen auftritt. Die drei Hauptmechanismen induzierter Mutationen sind der Einbau von Basisanaloga, Fehlpaarungen und Basisschaden. Andererseits kommt es aufgrund natürlicher Prozesse wie Fehlern bei der DNA-Replikation, spontanen Läsionen und transponierbaren genetischen Elementen zu einer spontanen Mutation. Daher ist der Hauptunterschied zwischen induzierter und spontaner Mutation der Ursprung des Mittels, das die Mutation verursacht.

Verweise:

1. Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT et al. Eine Einführung in die Genanalyse. 7. Ausgabe. New York: W. H. Freeman; 2000. Induzierte Mutationen.