Forskel mellem genotoksicitet og mutagenicitet

Det vigtigste forskel mellem genotoksicitet og mutagenicitet er det genotoksicitet er et stofs evne til at forårsage toksicitet på DNA / genetisk materiale i en celle, mens mutagenicitet er et agens evne til at forårsage mutationer.

Genotoksicitet og mutagenicitet er to lignende udtryk, som ofte fortolkes forkert og bruges om hverandre af mennesker. Genotoksicitet er den toksiske virkning skabt af et kemikalie eller et middel på gener eller DNA i en celle. Således er et kemikalie, der har en genotoksisk virkning, en genotoksin. I modsætning hertil er mutagenicitet et stofs evne til at forårsage eller inducere mutationer. Et genotoksisk kemikalie er ikke nødvendigvis et mutagent stof. De kan være mutagener. Imidlertid er alle mutagene stoffer genotoksiske, da de har egenskaben til at ødelægge cellens genetiske materiale.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er genotoksicitet
3. Hvad er mutagenicitet
4. Ligheder mellem genotoksicitet og mutagenicitet
5. Sammenligning side ved side - Genotoksicitet vs mutagenicitet i tabelform
6. Resume

Hvad er genotoksicitet?

Genotoksicitet er et stofs evne til at skabe toksicitet på cellens genetiske materiale, hvilket primært fører til kræftindtræden. Genotoksiske stoffer kan være fysiske og kemiske stoffer, der kan ændre gensekvenserne, hvilket fører til ændringer i genetisk information. Hvis en genotoksin påvirker det somatiske celles genetiske materiale, vil det ikke være arveligt. I modsætning hertil, hvis den genotoksiske virkning virker på kimceller, kan den være arvelig. Den genotoksiske virkning kan minimeres ved hjælp af DNA-reparationsmekanismer, hovedsageligt cellens enzymaktivitet. Efter genotoksicitet kan celler også gennemgå apoptose.

Figur 01: Genotoksisk skade

DNA-skader forårsaget af genotoksiner kan analyseres ved anvendelse af forskellige DNA-assays. Almindelige DNA-skader inkluderer deletioner, insertioner, dobbeltstrengede pauser, kromosomale afvigelser og tværbinding. Sletninger og indsættelser henviser til henholdsvis fjernelse og tilføjelse af basepar. Derudover danner dobbeltstrengede brud nicks i det dobbeltstrengede DNA og danner derved fragmenter af DNA. Kromosomafvigelser er på den anden side effekter i stor skala, der kan udvikle sig til ændringer i ploidiniveauet. Stråling og kemiske stoffer, såsom alkyleringsmidler, nitrogenoxider, baseanaloger, interkalkeringsmidler er almindelige genotoksiner.

Hvad er mutagenicitet?

Mutagenicitet er et midlers evne til at inducere mutationer. En mutation er en permanent transmitterbar ændring i DNA, der fører til forskellige unormale tilstande, hvis de ikke repareres. Agenterne eller kemikalierne, der forårsager mutationer, er mutagener. Som nævnt ovenfor er mutagener genotoksiner. Endvidere kan mutagener være fysiske, biologiske eller kemiske midler. Fysiske mutagener inkluderer hovedsageligt forskellige strålingstyper. Det kan være ioniserende eller ikke-ioniserende stråling. Disse udstrålinger forstyrrer den dobbelte spiralstruktur af DNA og forårsager mutationer. Desuden inkluderer biologiske mutagener forskellige vira, der inficerer celler og angriber DNA. Derfor er disse vira i stand til at inkorporere deres DNA i værten og forårsage mutationer. Kemiske mutagener inkluderer på den anden side baseanaloger, nitrogenoxidarter, interkalkeringsmidler, der kan forårsage overgange og transversioner af DNA-sekvensen. De fører til dannelse af apuriniske og apyrimidiniske steder, hvilket skaber mutationer i DNA.

Figur 02: Effekt af et mutagen

Evnen til mutagenicitet falder med den øgede effektivitet af DNA-reparationsenzymer og reparationsmekanismer, der fungerer i cellen. Ellers vil mutationer ende med at forårsage kræft, genetiske lidelser og forskellige komplikationer.

Hvad er ligheden mellem genotoksicitet og mutagenicitet?

Genotoksicitet og mutagenicitet er to fænomener, der påvirker gener eller DNA fra en organisme.
Begge er i stand til at ændre det genetiske materiale i en celle.
Der er desuden kemiske og fysiske tilstande for hver effekt.
Genotoksin kan være et mutagen eller ej, men alle mutagener er genotoksiner.
Både mutagenicitet og genotoksicitet kan reduceres ved virkningen af DNA-reparationsenzymer og mekanismer, der fungerer i cellen.
Begge kan føre til debut af kræft og andre DNA-baserede genetiske sygdomme.

Hvad er forskellen mellem genotoksicitet og mutagenicitet?

Genotoksicitet og mutagenicitet er to udtryk, der undertiden bruges om hverandre. Genotoksicitet henviser imidlertid til evnen af et middel eller et kemikalie til at udgøre en toksisk virkning på det celle genetiske materiale, mens mutagenicitet er egenskaben hos et middel eller et stof til at skabe eller inducere mutationer i DNA. Så dette er den vigtigste forskel mellem genotoksicitet og mutagenicitet.

Desuden er det vigtigt at huske, at selvom alle mutagener er genotoksiske, er ikke alle genotoksiske stoffer mutagene, da genotoksiner kan være mutagener, kræftfremkaldende stoffer eller teratogener.

Nedenfor infographic opsummerer forskellen mellem genotoksicitet og mutagenicitet.

Sammendrag - Genotoksicitet vs mutagenicitet

Både genotoksicitet og mutagenicitet henviser ofte til et midlers evne til at ændre en celle-DNA, hvilket fører til forskellige kromosomale afvigelser og mutationer. I en dyb forstand henviser imidlertid genotoksicitet til et agents evne til at ændre strukturen, informationsindholdet eller adskillelsen af DNA, mens mutagenicitet henviser til egenskaberne ved et middel til at inducere genetisk mutation. Så dette er den vigtigste forskel mellem genotoksicitet og mutagenicitet. Derudover er genotoksicitet ikke nødvendigvis forbundet med mutagenicitet. Genotoksiner kan være kræftfremkaldende eller teratogener i stedet for mutagener. Men alle mutagener er genotoksiner.

Reference:

1. Phillips, David H og Volker M Arlt. "Genotoksicitet: Skader på DNA og dens konsekvenser." EXS, U.S. National Library of Medicine, 2009, tilgængelig her.
2. Hsu, Kuo-Hsiang, et al. "Mutagenicitet i en molekyle: Identifikation af kernestrukturelle egenskaber ved mutagenicitet ved hjælp af et stilladsanalyse." PloS One, Public Library of Science, 10. februar 2016, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “Genotoxic Damage” Af Genotox - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Benzopyrene DNA adduct 1JDG” Af Zephyris (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur