主な違い 誘発突然変異と自然突然変異の違いは、誘発突然変異は突然変異誘発物質と呼ばれる環境要因の影響によって発生するのに対し、自然突然変異は DNA 構造の自然な変化によって発生することです。 さらに、放射線、酸化損傷、挿入剤、塩基類縁体、ヒドロキシルアミン、亜酸化窒素は突然変異を誘発し、DNA 複製、脱プリン化、脱アミノ化、および転移性遺伝要素のエラーは自然突然変異を引き起こします。
誘発突然変異と自然突然変異は、DNA 構造における 2 種類の遺伝的変化です。突然変異は、遺伝学の研究において不可欠なツールです。
対象となる主な分野
1.誘発突然変異とは
– 定義、変異原、メカニズム
2.自然突然変異とは
– 定義、事実、メカニズム
3.誘発突然変異と自然突然変異の類似点
– 共通機能の概要
4.誘発突然変異と自然突然変異の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
塩基類似体、塩基損傷、DNA 複製のエラー、誘発突然変異、ミスペアリング、自然突然変異、自然病変
誘発突然変異とは
誘発突然変異は、突然変異誘発物質と呼ばれる環境要因によって生じる DNA の遺伝性の構造変化です。一般に、化学的変異原と物理的変異原の 2 種類の変異原が変異を引き起こします。化学的変異原の例には、ヒドロキシルアミン、塩基類縁体、アルキル化剤、DNA 付加物、インターカレート剤、DNA 架橋剤、酸化的損傷、亜硝酸などがあります。対照的に、2 種類の物理的変異原は、UV 放射と電離放射です。
図 1:紫外線による突然変異
さらに、誘発された突然変異の形成には 3 つのメカニズムが関与しています。それらは、塩基類縁体の組み込み、特定のミスペアリング、および塩基損傷です。
塩基類縁体の組み込み
塩基類似体は、DNA の窒素塩基に類似した構造特性を持つ化合物です。それらはDNAに組み込まれ、突然変異を引き起こす可能性があります。たとえば、5-ブロモウラシル（5-BU）はチミンの塩基類似体です。また、2-アミノプリン（2AP）はアデニンの塩基類似体です。
特定のミスペアリング
変異原の中には、DNA の窒素塩基を変化させ、ミスペアリングを引き起こすものがあります。メタンスルホン酸エチル（EMS）やニトロソグアニジン（NG）などのアルキル化剤は、DNA のグアニンの 6 位とチミンの 4 位に酸素を付加し、GC から AT への遷移を引き起こします。また、プロフラビン、アクリジン オレンジなどのインターカレート剤はプランナー分子であり、DNA の窒素塩基間をすり抜けることができます。
基本ダメージ
一部の変異原は、DNA の 1 つまたは複数の窒素含有塩基に損傷を与え、複製ブロックを引き起こします。細菌では、SOS システムが DNA のこの種の損傷を修復する役割を担っています。
自然突然変異とは
自然突然変異は、DNA 構造の遺伝的変化の一種で、自然の要因によって発生します。自然突然変異の 3 つの原因は、DNA 複製の誤り、自然病変、および転移可能な遺伝要素です。
DNA複製のエラー
DNA ポリメラーゼによって新たに合成された DNA 鎖に不適切な塩基が付加されると、塩基置換という形で DNA 複製エラーが発生します。塩基置換は、プリン塩基が別のプリン塩基に置換される遷移変異、またはプリンをピリミジンに置換する、またはその逆のトランスバージョン変異である可能性があります。また、複製エラーによりフレームシフト変異が発生します。また、欠失は自然突然変異の顕著な割合を占めています。さらに、複製エラーは、DNA のセグメントの重複も引き起こす可能性があります。
図 2:DNA のさまざまな構造変化
自然病変
脱プリンと脱アミノ化は、DNA に発生する 2 つの主要な自然損傷です。脱プリン化は、DNA 構造からのプリン残基のその後の損失であり、その結果、非プリン部位が生じます。脱アミノ化では、シトシンがウラシルに変換され、複製中にアデニンとペアになります。したがって、これにより GC から AT への遷移も発生します。しかし、酸化的損傷塩基と呼ばれる第 3 のタイプの自然発生病変があります。ここでは、スーパーオキシド ラジカル、過酸化水素、ヒドロキシル ラジカルなどの活性酸素塩基が DNA に酸化的損傷を与え、突然変異を引き起こします。
転移可能な遺伝子要素
一部の遺伝要素は、同じまたは異なる染色体のある位置から別の位置に移動できます。それらは染色体再編成を仲介します。
誘発突然変異と自然突然変異の類似点
- 誘発突然変異と自然突然変異は、DNA に発生する 2 種類の構造変化です。
- さらに、誘発突然変異と自然突然変異 は遺伝します。
- また、ゲノム内の特定の遺伝子の機能を解明する機能ゲノミクスの研究では、両方のタイプの変異が重要です。
誘発突然変異と自然突然変異の違い
定義
誘導突然変異とは、生物のデオキシリボ核酸分子に影響を与える物理的または化学的薬剤による処理によって生じる突然変異を指し、自然突然変異とは自然に発生する突然変異を指します突然変異原への暴露の結果ではありません。したがって、これが誘発突然変異と自然突然変異の主な違いです。
起源
誘発突然変異と自然突然変異のもう 1 つの違いは、誘発突然変異は環境からの突然変異原によって発生するのに対し、自然突然変異は自然の原因によって発生することです。
メカニズム
それらに関与するメカニズムも、誘発突然変異と自然突然変異の大きな違いです。誘発突然変異は、塩基類縁体の取り込み、塩基のミスペアリング、および塩基損傷によって発生しますが、自然突然変異は、DNA 複製のエラー、脱プリンや脱アミノ化などの自然発生的な損傷、および転位可能な遺伝要素によって発生します。
機能ゲノミクス
逆遺伝学では誘発突然変異が重要ですが、順遺伝学では自然突然変異が重要です。したがって、これが誘発突然変異と自然突然変異のもう 1 つの違いです。
結論
誘発突然変異とは、突然変異原によって生じる DNA の構造変化の一種です。突然変異誘発の 3 つの主なメカニズムは、塩基類縁体の取り込み、ミスペアリング、および塩基損傷です。一方、自然突然変異は、DNA 複製のエラー、自然発生的な病変、転移可能な遺伝要素などの自然なプロセスによって発生します。したがって、誘発突然変異と自然突然変異の主な違いは、突然変異を引き起こす病原体の起源です。
