主な違い DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾の違いは、DNA シーケンスの突然変異が遺伝情報の変化をもたらすのに対して、エピジェネティックな修飾が遺伝子発現の変化をもたらすことです。 .
DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾は、ゲノムの構造における 2 種類の変化です。 DNA 配列の変異は元に戻せませんが、エピジェネティックな修飾は元に戻すことができます。
対象となる主な分野
1. DNA 配列変異とは
– 定義、種類、ゲノムへの影響
2.エピジェネティック修飾とは
– 定義、種類、ゲノムへの影響
3. DNA 配列の変異とエピジェネティックな修飾の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
染色体変異、DNA 配列変異、後成的修飾、フレーム シフト変異、遺伝子発現、点変異、可逆性、DNA の構造修飾
DNA 配列の突然変異とは
DNA 配列の変異は、ゲノムのヌクレオチド配列の永久的な変化です。次に、それらはアミノ酸配列を変更することにより、発現されたタンパク質の機能を変更します。さらに、DNA 配列の変異には 3 つのタイプが考えられます:
点突然変異
これらは、DNA 配列内の 1 つのヌクレオチドの変化です。点突然変異には、ミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、サイレント突然変異の 3 種類があります。 ミスセンス変異 遺伝子配列中の単一のヌクレオチドの置換によって発生し、発現タンパク質の単一のアミノ酸が変化します。一方、ナンセンス ミューテーション 遺伝子配列内の単一ヌクレオチドの置換であり、停止コドンが導入され、転写が停止します。さらに、サイレント ミューテーション 遺伝子コードの縮重に基づいて同じアミノ酸を表す、遺伝子配列内の単一のヌクレオチドの置換です。
図 1:ポイント ミューテーション
フレーム シフト ミューテーション
これらの変異は、遺伝子の読み取り枠を変更します。フレーム シフト変異には、挿入、削除、重複の 3 種類があります。 挿入 削除しながら、遺伝子配列に 1 つまたは数個のヌクレオチドを追加することです。 遺伝子配列から 1 つまたは複数のヌクレオチドを除去することです。対照的に、重複 遺伝子内で DNA の一部を 1 回または複数回コピーすることです。
図 2:フレーム シフト変異
染色体変異
これらの突然変異は、ゲノム DNA にかなりの変化をもたらします。さらに、染色体変異には、転座、遺伝子重複、染色体内欠失、逆位、ヘテロ接合性の喪失の 5 種類があります。
図 3:染色体変異
転座 、染色体の一部は非相同染色体間で交換されますが、遺伝子重複では 、特定の対立遺伝子がゲノム内で複数のコピーで発生し、遺伝子量が増加します。さらに、染色体内欠失では 、染色体のセグメントを削除できます。 反転 一方、 は染色体セグメントの向きの変化です。一方、相同染色体の 1 つから対立遺伝子が失われると、ヘテロ接合性の喪失が発生します。 .
エピジェネティック修飾とは
エピジェネティックな修飾はクロマチン構造の変化であり、遺伝子発現の遺伝的変化を引き起こします。エピジェネティックな修飾の主な特徴は、遺伝子のヌクレオチド配列を変更しないことです。さらに、エピジェネティックな修飾の主な 3 つのタイプは、 DNA メチル化、ヒストン修飾、非コード RNA ベースの転写遺伝子サイレンシングです。
DNA メチル化
DNA メチル化は常に遺伝子の活性化と抑制に関連しています。この過程で、グアニンヌクレオチドの隣のシトシンヌクレオチドの5’位にメチル基が付加され、リン酸基によって結合されます。これがCpGジヌクレオチドを形成します。このプロセスに関与する酵素は、DNA メチルトランスフェラーゼです。このメチル基はエピジェネティックな因子として働き、遺伝子が活性か不活性かをマークします。
図 4:エピジェネティックな修飾
ヒストン修飾
アセチル化、脱アセチル化、ヒストンのメチル化など、さまざまな種類のヒストン修飾が、ヒストンの尾部へのエピジェネティックな因子の結合に関与しています。これにより、ヒストン分子の周りの DNA のラッピングの程度が変化し、それが遺伝子発現を変化させます。また、クロマチンにはラッピングの程度によって2種類あります。それらはユークロマチンとヘテロクロマチンです。ユークロマチンでは、DNA は緩く包まれています。したがって、ユークロマチン領域の遺伝子は活発に発現しています。対照的に、ヘテロクロマチンはヒストンの周りにしっかりと包まれた DNA を含み、ヘテロクロマチン領域の遺伝子は転写と遺伝学によって不活性になっています。
図 5:ユークロマチンとヘテロクロマチン
ノンコーディング RNA ベースの転写遺伝子サイレンシング
mi-RNA (マイクロリボ核酸) は、タンパク質をコードする遺伝子のイントロンに由来する短いヌクレオチド、または独立した遺伝子から転写される短いヌクレオチドであり、シグナル伝達経路の調節因子として機能します。翻訳をブロックします。
DNA シーケンスの突然変異とエピジェネティックな修飾の類似点
- DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾は、ゲノムの DNA に発生する可能性のある 2 種類の構造修飾です。
- 遺伝子産物に変化をもたらすことができます。
- さらに、両方のタイプの変化は遺伝します。
DNA シーケンスの突然変異とエピジェネティックな修飾の違い
定義
DNA 配列の変異とは、遺伝子を構成する DNA 配列の永久的な変更を指し、配列がほとんどの生物に見られるものとは異なるようにするものであり、エピジェネティックな改変とは、元の DNA 配列に変更を加えない、遺伝子発現と細胞機能の遺伝的変化。これが、DNA 配列の変異とエピジェネティックな修飾の基本的な違いです。
発生
さらに、DNA 配列の突然変異は、DNA 複製のエラーや突然変異誘発物質の影響によって発生しますが、エピジェネティックな修飾は、食事や特定の化学物質への曝露などの環境要因によって発生します。
構造変化
DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾のもう 1 つの違いは、DNA シーケンスの突然変異は遺伝子のヌクレオチド シーケンスの変化であるのに対し、エピジェネティックな修飾は DNA とクロマチン構造のアクセシビリティの変化であるということです。
機能変化
DNA 配列の変異はタンパク質のアミノ酸配列を変化させ、エピジェネティックな修飾は遺伝子発現を変化させます。これは、DNA 配列の変異とエピジェネティックな修飾のもう 1 つの違いです。
タイプ
DNA 配列の突然変異の主な 3 つのタイプは、点突然変異、フレーム シフト突然変異、および染色体突然変異であり、エピジェネティックな修飾の主な 3 つのタイプは、DNA メチル化、ヒストン修飾、および非修飾です。 RNA ベースの転写遺伝子サイレンシングのコーディング。
可逆性
さらに、可逆性は DNA 配列の突然変異とエピジェネティックな修飾の大きな違いです。 DNA 配列の変異は元に戻せませんが、エピジェネティックな修飾は元に戻すことができます。
結論
DNA 配列の変異は、遺伝子のヌクレオチド配列の変化であり、その結果、アミノ酸配列が変化したタンパク質が生じます。これにより、タンパク質の機能が変化し、新しい形質が生み出される可能性があります。さらに、遺伝すると、DNA配列の変異は元に戻すことができません。一方、エピジェネティックな修飾は、DNA へのアクセスを変更するクロマチン構造の変化です。これにより、遺伝子発現が変化します。ただし、エピジェネティックな変更は可逆的です。したがって、DNA 配列の変異とエピジェネティックな修飾の主な違いは、DNA 構造の変化の種類とその役割です。
参照:
1.「どのような種類の遺伝子変異が可能ですか? – Genetics Home Reference – NIH.」米国国立医学図書館、国立衛生研究所、こちらから入手可能
2.ハンディ、ダイアンE他。 「エピジェネティックな修飾：心血管疾患における基本的なメカニズムと役割」Circulation vol。 123,19 (2011):2145-56.ここで利用可能
画像提供:
1. Commons Wikimedia 経由の Jonsta247 による「さまざまな種類の変異」（CC BY-SA 4.0）
2. 「フレームシフト削除 (13062713935)」、ゲノミクス教育プログラム – フレームシフト削除 (CC BY 2.0)、コモンズ ウィキメディア経由
3. 「Chromosomes Mutations-en」By GYassineMrabetTalk✉この W3C 未指定のベクター画像は Inkscape で作成されました。 – Commons Wikimedia 経由の Chromosomenmutationen.png (パブリック ドメイン) に基づく自身の作品
4. Flickr 経由の AJC1 (CC BY-SA 2.0) による「エピジェネティックな修飾」
5. 「Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0」（CC BY 3.0）、コモンズ ウィキメディア経由
