La differenza fondamentale tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modificazioni epigenetiche è che durante le mutazioni della sequenza del DNA, i cambiamenti si verificano nelle sequenze del DNA originali mentre durante le modifiche epigenetiche, i cambiamenti non si verificano nelle sequenze del DNA originale.
Il genoma rappresenta l'informazione genetica complessiva di un organismo sotto forma di sequenze di DNA o geni precisi. Un particolare gene contiene un particolare codice genetico per produrre una specifica proteina. Quindi, i geni sono espressi attraverso due processi: trascrizione e traduzione. Tuttavia, a causa di vari motivi, si verificano cambiamenti nelle sequenze di DNA dei geni. Chiamiamo questo tipo di alterazioni nelle sequenze nucleotidiche mutazioni. A volte, anche senza modificare le sequenze di DNA originali dei geni, l'espressione genica cambia e produce fenotipi diversi. Chiamiamo queste istanze modificazioni epigenetiche.
Cosa sono le mutazioni della sequenza del DNA?
Le mutazioni sono i cambiamenti che avvengono nelle sequenze nucleotidiche del DNA. Quando si verifica una mutazione, altera il preciso ordine nucleotidico della sequenza del DNA. Di conseguenza, le informazioni genetiche cambiano all'interno di una particolare sequenza. Un singolo cambiamento di nucleotide può creare un effetto deleterio su un organismo; per esempio, malattie genetiche. Tuttavia, a volte, non rappresenta una minaccia. Se la mutazione si verifica in una regione esone di un gene, può risultare in una proteina sbagliata. Inoltre, le mutazioni germinali provocano malattie genetiche quando passano alla generazione successiva poiché si verificano nelle cellule sessuali come spermatozoi e uova. Tuttavia, la maggior parte delle altre mutazioni non sono ereditabili.
Figura 01: Mutazioni della sequenza del DNA
Le mutazioni della sequenza del DNA si verificano a seguito dell'esposizione a sostanze chimiche forti e cancerogene, luce UV, errori nel processo di replicazione del DNA, esposizione a radiazioni, ecc. A parte questo, alcune mutazioni sono spontanee. Le mutazioni possono essere mutazioni puntiformi o mutazioni cromosomiche. Cambiamenti di singoli nucleotidi o mutazioni puntiformi si verificano a causa di inserimenti, eliminazioni e sostituzioni. D' altra parte, le mutazioni che causano cambiamenti strutturali dei cromosomi si verificano a causa di duplicazioni geniche, delezioni di parti cromosomiche, riarrangiamenti cromosomici, ecc.
Cosa sono le modifiche epigenetiche?
L'epigenetica è lo studio dei cambiamenti ereditabili dell'espressione genica senza modificare la sequenza originale del DNA. Quindi, i fenotipi vengono modificati senza cambiare i genotipi nell'epigenetica. Questo dice chiaramente che ci sono alcuni fattori che controllano le espressioni geniche e i fenotipi oltre alle loro sequenze di DNA. Queste sono le modificazioni epigenetiche. Queste modificazioni epigenetiche svolgono un ruolo importante nell'espressione e nella regolazione genica e svolgono un ruolo importante nei processi cellulari come la differenziazione, lo sviluppo e la tumorigenesi.
Figura 02: Modifiche epigenetiche
Alcune modificazioni epigenetiche sono la metilazione del DNA, la modifica dell'istone e il silenziamento genetico mediato da microRNA. Durante la metilazione del DNA, si verifica l'aggiunta del gruppo metilico o idrossimetilico alle basi della sequenza del DNA. Gli istoni sono proteine che producono le fibre della cromatina. Le modifiche dell'istone portano a cambiamenti strutturali nella cromatina e cambiamenti nell'espressione genica. La specialità delle modifiche epigenetiche è che influenza l'espressione genica senza danneggiare la sequenza del DNA del gene. Tuttavia, le modificazioni epigenetiche sono reversibili.
Quali sono le somiglianze tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modifiche epigenetiche?
- Le mutazioni della sequenza del DNA e le modificazioni epigenetiche sono correlate ai geni.
- Entrambi sono in grado di cambiare il fenotipo.
- Causano cambiamenti ereditari negli organismi.
Qual è la differenza tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modifiche epigenetiche?
Le mutazioni della sequenza del DNA sono i cambiamenti permanenti che si verificano nelle sequenze del DNA del genoma. D' altra parte, le modificazioni epigenetiche sono i cambiamenti ereditabili della natura chimica e fisica della cromatina che possono alterare l'espressione genica. Questa è la differenza chiave tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modifiche epigenetiche. Inoltre, le mutazioni della sequenza del DNA possono essere ereditate e non ereditate. D' altra parte, le modificazioni epigenetiche sono cambiamenti ereditabili. Questa è anche una differenza significativa tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modificazioni epigenetiche.
Inoltre, le mutazioni della sequenza del DNA causano cambiamenti nelle informazioni genetiche mentre le modifiche epigenetiche non causano cambiamenti nelle informazioni genetiche. Ancora più importante, le mutazioni della sequenza del DNA cambiano la sequenza nucleotidica originale del DNA mentre le modifiche epigenetiche non cambiano la sequenza del DNA originale del gene. Questa è un' altra differenza tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modifiche epigenetiche. Inoltre, ci sono tre tipi principali di mutazioni della sequenza del DNA come mutazioni puntiformi, mutazioni frameshift e mutazioni cromosomiche. D' altra parte, ci sono tre tipi di modificazioni epigenetiche come la metilazione del DNA, la modifica dell'istone e il silenziamento genetico mediato da microRNA.
Qui sotto l'infografica sulla differenza tra mutazioni nella sequenza del DNA e modificazioni epigenetiche elenca tutte le differenze in modo comparativo.
Riepilogo – Mutazioni della sequenza del DNA vs modifiche epigenetiche
Le mutazioni della sequenza del DNA e le modificazioni epigenetiche sono due tipi di cambiamenti che si verificano nei geni. Nelle mutazioni della sequenza del DNA, la sequenza nucleotidica precisa si altera in modo permanente mentre nelle modificazioni epigenetiche, la sequenza del DNA originale non cambia. Tuttavia, le modificazioni epigenetiche causano cambiamenti nell'espressione genica, creando così cambiamenti nei fenotipi. Inoltre, le modificazioni epigenetiche sono reversibili, a differenza delle mutazioni della sequenza del DNA. Inoltre, tutte le modificazioni epigenetiche sono ereditabili, a differenza delle mutazioni della sequenza del DNA. Questo è un riassunto della differenza tra le mutazioni della sequenza del DNA e le modificazioni epigenetiche.
