誘発突然変異と自然突然変異の主な違いは、誘発突然変異が突然変異原と呼ばれる環境因子の影響によって生じるのに対し、自然突然変異はDNA構造の自然な変化によって生じることである。
さらに、放射線、酸化損傷、インターカレーター、塩基類似体、ヒドロキシルアミン、亜酸化窒素などは誘発突然変異を、DNA複製のエラー、脱プリン酸、脱アミノ化、トランスポーザブル遺伝要素などは自然突然変異を引き起こすと言われている。
誘発突然変異と自然突然変異は、DNA構造における遺伝的変化の2つのタイプです。
突然変異は遺伝学の研究に不可欠なツールです。
主な対象分野
- 誘発突然変異とは
– 定義、変異原、メカニズム - 自然突然変異とは
– 定義、事実、メカニズム - 誘発突然変異と自然突然変異の類似点とは
– 共通点の概要 - 誘発突然変異と自然突然変異の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
塩基アナローグ、塩基損傷、DNA複製エラー、誘発突然変異、ミスペア、自然突然変異、自然病変
誘発性突然変異とは
誘発突然変異とは、突然変異誘発物質と呼ばれる環境因子によって起こるDNAの遺伝的な構造変化のことである。
一般に、変異原は化学的変異原と物理的変異原の2種類に分けられる。
化学的変異原の例としては、ヒドロキシルアミン、塩基アナログ、アルキル化剤、DNA付加体、インターカレーター、DNA架橋剤、酸化的損傷、亜硝酸などがあります。
一方、物理的変異原としては、紫外線と電離放射線の2種類があります。
図1 紫外線による変異
さらに、誘発突然変異の形成には、3つのメカニズムが関与している。
それらは、塩基アナログの取り込み、特異的ミスペア、塩基損傷です。
塩基アナログの組込み
塩基アナローグは、DNA中の窒素塩基と類似した構造特性を持つ化合物です。
塩基アナローグはDNAに取り込まれ、突然変異を引き起こす可能性がある。
例えば、5-ブロモウラシル（5-BU）は、チミンの塩基アナローグです。
また、2-アミノプリン（2AP）はアデニンの塩基アナローグです。
特定誤認識
突然変異誘発剤の中にはDNAの窒素塩基を変化させ、不一致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）のようなアルキル化剤は、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への転移を引き起こす。
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ターはプランナー分子であり、DNA中の窒素塩基の間をすり抜けることができる。
基本ダメージ
変異原の中には、DNAの1つまたは複数の窒素塩基を損傷して、複製を阻害するものがあります。
細菌では、SOSシステムがこのようなDNAの損傷を修復する役割を担っている。
自然発生的変異とは
自然突然変異とは、DNAの構造に生じる遺伝的変化の一つで、自然要因によって生じるものです。
自然突然変異の原因としては、DNA複製のエラー、自然発生的な病変、トランスポーザブル遺伝要素の3つが挙げられる。
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鎖に誤った塩基が付加されると、塩基置換という形でDNA複製のエラーが生じる。
塩基置換には、プリン塩基が別のプリン塩基に置き換わる転移変異と、プリンがピリミジンに、またはその逆に置き換わるトランスバージョン変異があります。
また、フレームシフト変異は、複製エラーによって生じる。
また、欠失も自然突然変異のかなりの割合を占めている。
さらに、複製エラーはDNAセグメントの複製を引き起こすこともあります。
図2: DNAのさまざまな構造変化
自然発生的病変
DNAに生じる自発的な損傷には、脱プリンと脱アミノという2つのタイプがあります。
脱プリンとは、DNAの構造からプリン残基が失われることであり、その結果、アプリン部位が生じる。
脱アミノ化では、シトシンはウラシルに変換され、複製時にアデニンと対になる。
したがって、これもGCからATへの転移を引き起こす。
しかし、酸化的損傷塩基と呼ばれる第三のタイプの自発的病変が存在する。
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に酸化的な損傷を与え、突然変異を引き起こす。
トランスポーザブル・ジェネティック・エレメント
遺伝子の中には、同じ染色体や別の染色体のある位置から別の位置に移動できるものがあります。
染色体再配列を媒介する。
自然突然変異と誘発突然変異の類似性
- 誘発突然変異と自然突然変異は、DNAに起こる構造変化の2種類です。
- また、誘導変異と自然変異は遺伝性があります。
- また、ゲノム上の特定の遺伝子の機能を解明する機能ゲノム研究において、両者の変異は重要です。
誘発性突然変異と自然発生性突然変異の違い
定義
誘発突然変異とは、生物のデオキシリボ核酸分子に作用する物理的または化学的な物質で処理することによって生じる突然変異を指し、自然突然変異とは、突然変異誘発物質への曝露の結果ではなく、自然に生じる突然変異を指す。
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。
原点
誘発突然変異と自然突然変異のもう一つの違いは、誘発突然変異が環境からの変異原によって起こるのに対して、自然突然変異は自然現象によって起こるということである。
メカニズム
誘発突然変異と自然突然変異の大きな違いは、それらに関わるメカニズムです。
誘発突然変異は塩基アナログの取り込み、塩基のミスペア、塩基の損傷によって起こり、自然突然変異はDNA複製のエラー、脱プリン酸や脱アミノ化などの自然損傷、トランスポーザブル遺伝要素によって起こる。
機能性ゲノミクス
誘導突然変異が逆遺伝学で重要であるのに対して、自然突然変異は順遺伝学で重要です。
したがって、この点も誘発突然変異と自然突然変異の違いです。
結論
誘発突然変異とは、突然変異誘発物質によって起こるDNAの構造変化の一種である。
誘発突然変異の主なメカニズムは、塩基アナログの取り込み、ミスペア、塩基損傷の3つです。
一方、自然突然変異は、DNA複製のエラー、自発的な病変、トランスポーザブル遺伝要素などの自然なプロセスによって起こるものです。
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要因の起源にある。
