Het belangrijkste verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties is dat tijdens DNA-sequentiemutaties veranderingen optreden in de originele DNA-sequenties, terwijl tijdens epigenetische modificaties geen veranderingen optreden in de originele DNA-sequenties.
Het genoom vertegenwoordigt de algemene genetische informatie van een organisme in de vorm van precieze DNA-sequenties of genen. Een bepaald gen bevat een bepaalde genetische code om een specifiek eiwit te produceren. Vandaar dat genen tot expressie worden gebracht via twee processen: transcriptie en translatie. Om verschillende redenen treden er echter veranderingen op in de DNA-sequenties van de genen. Dit soort veranderingen in nucleotidesequenties noemen we mutaties. Soms, zelfs zonder de originele DNA-sequenties van de genen te veranderen, verandert genexpressie en produceert het verschillende fenotypes. We noemen deze gevallen epigenetische modificaties.
Wat zijn DNA-sequentiemutaties?
Mutaties zijn de veranderingen die optreden in de nucleotidesequenties van DNA. Wanneer een mutatie optreedt, verandert deze de precieze nucleotidevolgorde van de DNA-sequentie. Als gevolg hiervan verandert genetische informatie binnen een bepaalde sequentie. Een enkele nucleotideverandering kan een schadelijk effect hebben op een organisme; bijvoorbeeld genetische aandoeningen. Soms vormt het echter geen bedreiging. Als de mutatie optreedt in een exongebied van een gen, kan dit resulteren in een verkeerd eiwit. Bovendien resulteren kiembaanmutaties in genetische aandoeningen wanneer ze overgaan op de volgende generatie, omdat ze voorkomen in geslachtscellen zoals sperma en eieren. De meeste andere mutaties zijn echter niet-erfelijk.
Figuur 01: DNA-sequentiemutaties
DNA-sequentiemutaties vinden plaats als gevolg van blootstelling aan sterke chemicaliën en kankerverwekkende stoffen, UV-licht, fouten in het DNA-replicatieproces, blootstelling aan straling, enz. Afgezien daarvan zijn sommige mutaties spontaan. Mutaties kunnen puntmutaties of chromosomale mutaties zijn. Enkele nucleotideveranderingen of puntmutaties treden op als gevolg van inserties, deleties en substituties. Aan de andere kant treden mutaties op die structurele veranderingen van chromosomen veroorzaken als gevolg van genduplicaties, deleties van chromosomale delen, chromosomale herschikkingen, enz.
Wat zijn epigenetische modificaties?
Epigenetica is de studie van erfelijke veranderingen van de genexpressie zonder de originele DNA-sequentie te veranderen. Vandaar dat fenotypen worden veranderd zonder de genotypen in epigenetica te veranderen. Dit vertelt duidelijk dat er bepaalde factoren zijn die naast hun DNA-sequenties ook genexpressies en fenotypes beheersen. Dit zijn de epigenetische modificaties. Deze epigenetische modificaties spelen een belangrijke rol bij genexpressie en -regulatie en ze spelen een belangrijke rol in cellulaire processen zoals differentiatie, ontwikkeling en tumorigenese.
Figuur 02: Epigenetische modificaties
Sommige epigenetische modificaties zijn DNA-methylatie, histonmodificatie en microRNA-gemedieerde genetische silencing. Tijdens DNA-methylering vindt de toevoeging van een methyl- of hydroxymethylgroep aan basen van de DNA-sequentie plaats. Histonen zijn eiwitten die chromatinevezels maken. Modificaties van histon leiden tot structurele veranderingen in chromatine en veranderingen in de genexpressie. De specialiteit van de epigenetische modificaties is dat ze de genexpressie beïnvloeden zonder de DNA-sequentie van het gen te schaden. Epigenetische modificaties zijn echter omkeerbaar.
Wat zijn de overeenkomsten tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties?
- DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties zijn gerelateerd aan genen.
- Beiden kunnen het fenotype veranderen.
- Ze veroorzaken erfelijke veranderingen in organismen.
Wat is het verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties?
DNA-sequentiemutaties zijn de permanente veranderingen die optreden in de DNA-sequenties van het genoom. Aan de andere kant zijn epigenetische modificaties de erfelijke veranderingen van chemische en fysieke aard van het chromatine die genexpressie kunnen veranderen. Dit is het belangrijkste verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties. Bovendien kunnen DNA-sequentiemutaties zowel overgeërfd als niet-overgeërfd zijn. Aan de andere kant zijn epigenetische modificaties erfelijke veranderingen. Dit is ook een significant verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties.
Bovendien veroorzaken DNA-sequentiemutaties veranderingen in genetische informatie, terwijl epigenetische modificaties geen veranderingen in de genetische informatie veroorzaken. Belangrijker is dat DNA-sequentiemutaties de oorspronkelijke nucleotidesequentie van het DNA veranderen, terwijl epigenetische modificaties de oorspronkelijke DNA-sequentie van het gen niet veranderen. Dit is een ander verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties. Verder zijn er drie hoofdtypen DNA-sequentiemutaties als puntmutaties, frameshift-mutaties en chromosomale mutaties. Aan de andere kant zijn er drie soorten epigenetische modificaties zoals DNA-methylatie, histonmodificatie en microRNA-gemedieerde genetische silencing.
Hieronder infographic over het verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties, worden alle verschillen in vergelijking weergegeven.
Samenvatting – DNA-sequentiemutaties versus epigenetische modificaties
DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties zijn twee soorten veranderingen die optreden in genen. Bij DNA-sequentiemutaties verandert de precieze nucleotidesequentie permanent, terwijl bij epigenetische modificaties de oorspronkelijke DNA-sequentie niet verandert. Epigenetische modificaties veroorzaken echter veranderingen in genexpressie, waardoor veranderingen in de fenotypes ontstaan. Bovendien zijn epigenetische modificaties omkeerbaar, in tegenstelling tot DNA-sequentiemutaties. Bovendien zijn alle epigenetische modificaties erfelijk, in tegenstelling tot mutaties in de DNA-sequentie. Dit is een samenvatting van het verschil tussen DNA-sequentiemutaties en epigenetische modificaties.
