Galvenā atšķirība starp homologo rekombināciju un nehomoloģisko rekombināciju ir tā, ka homologā rekombinācija notiek, invāzējot virkni, lai iegūtu rekombinantās hromosomas, savukārt nehomoloģiskā rekombinācija notiek, apstrādājot gala, lai noslēgtu divpavedienu pārtraukumus.
Rekombinācija ir svarīgs genoma evolūcijas un dažādošanas process. Bojātās DNS atjaunošanas process ir ģenētiskās rekombinācijas mehānisms. Homologā rekombinācija sastāv no virknes savstarpēji saistītu ceļu, kas palīdz labot divpavedienu DNS pārtraukumus un savstarpējās šķērssaites. Nehomologa rekombinācija ir ceļš, kas ir saistīts arī ar DNS dubultās virknes atjaunošanos, īpaši augstākajos eikariotos.
Kas ir homologā rekombinācija?
Homoloģiskā rekombinācija ir ģenētiskās rekombinācijas veids, kas notiek mejozes laikā. Pārī savienotās hromosomas no vīriešu un sieviešu vecākiem homologās rekombinācijas laikā sakrīt tā, ka līdzīgas DNS sekvences no pārī savienotām hromosomām krustojas viena ar otru. To sauc par invāziju. Šādi krustojumi izraisa ģenētiskā materiāla sajaukšanos, izraisot pēcnācēju ģenētiskās variācijas. Homologu rekombināciju galvenokārt izmanto, lai labotu kaitīgus DNS pārrāvumus, izmantojot procesu, ko sauc par homologās rekombinācijas labošanu. Šāds DNS labojums mēdz izraisīt nešķērsojošus produktus, atjaunojot bojāto DNS molekulu, kāda tā bija pirms divvirzienu pārtraukuma.
Attēls 01: Homoloģiskā rekombinācija
Homologu rekombināciju izmanto horizontālās gēnu pārneses laikā, lai apmainītos ar ģenētisko materiālu starp dažādiem baktēriju un vīrusu celmiem. Homologā rekombinācija ir saglabājusies visos domēnos, kā arī DNS un RNS vīrusos. Tādējādi homologā rekombinācija ir gandrīz universāls bioloģisks mehānisms. Tas ir cieši saistīts ar paaugstinātu uzņēmību pret vēzi, gēnu mērķēšanu un gēnu terapiju. Tas ir nepieciešams eikariotu šūnu dalīšanai. Homoloģiskā rekombinācija novērš DNS bojājumus, ko izraisa jonizējošais starojums vai kaitīgas ķīmiskas vielas. Papildus DNS atjaunošanai tas arī palīdz radīt ģenētisko daudzveidību, izmantojot meiotisko šūnu dalīšanos, lai kļūtu par specializētām gametu šūnām.
Kas ir nehomoloģiskā rekombinācija?
Nehomologā rekombinācija ir ceļš, kas novērš DNS divvirzienu pārtraukumus. To sauc par nehomologu, jo pārtraukuma galus tieši sasien bez homologas veidnes. Šo ceļu parasti vada īsas DNS sekvences, ko sauc par mikrohomoloģijām. Tās atrodas vienas virknes pārkarēs uz DNS divpavedienu pārtraukumu galiem.
2. attēls: nehomoloģiskā rekombinācija
Nehomoloģiskā rekombinācija precīzi salabo plaisu, ja šīs pārkares ir lieliski savietojamas. Neatbilstoša nehomoloģiskā rekombinācija izraisa translokāciju un telomēru saplūšanu audzēja šūnās. Nehomologs rekombinācijas ceļš pastāv gandrīz visās bioloģiskajās sistēmās, un tas ir dominējošais divvirzienu pārtraukumu labošanas ceļš zīdītājiem. Šī ceļa inaktivācijas laikā divvirzienu pārtraukumi tiek laboti, izmantojot ceļu, kurā ir vairāk kļūdu. Remonts pa šo ceļu noved pie DNS sekvenču dzēšanas starp mikrohomoloģijām. Arhejām un baktērijām trūkst nehomologa ceļa. Turpretim eikarioti nehomologās rekombinācijas ceļā izmanto vairākus proteīnus. Tas notiek tādās darbībās kā beigu saistīšana un piesaiste, beigu apstrāde un nosiešana.
Kādas ir līdzības starp homologo rekombināciju un nehomoloģisko rekombināciju?
- Homoloģiskā un nehomoloģiskā rekombinācija ir ģenētiski rekombinantie ceļi.
- Abi labo DNS divvirzienu pārrāvumus.
- Abu procesu laikā starp DNS virknēm notiek rekombinācija.
- Turklāt tie galvenokārt notiek eikariotos.
- Tie ir svarīgi gēnu mērķauditorijas atlasē un gēnu terapijā.
Kāda ir atšķirība starp homologo rekombināciju un nehomoloģisko rekombināciju?
Homologa rekombinācija notiek, izmantojot pavedienu invāziju, lai iegūtu rekombinantās hromosomas, savukārt nehomoloģiskā rekombinācija notiek ar beigu apstrādi, lai noslēgtu divpavedienu pārtraukumus. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp homologu rekombināciju un nehomoloģisko rekombināciju. Arī homologā rekombinācija notiek starp garām DNS virknēm, savukārt nehomologu rekombināciju vada īsas DNS sekvences. Turklāt homologā rekombinācija notiek eikariotos, baktērijās un vīrusos, savukārt nehomoloģiskā rekombinācija notiek galvenokārt eikariotos.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp homologu rekombināciju un nehomologu rekombināciju, lai tos varētu salīdzināt.
Kopsavilkums - homologā un nehomoloģiskā rekombinācija
Homologa rekombinācija ir ģenētiskās rekombinācijas veids, kas notiek mejozes laikā ar nepieciešamību pēc šablona. Tikmēr nehomoloģiskā rekombinācija ir ceļš, kas novērš DNS dubultās virknes pārtraukumus. To sauc par nehomologu, jo pārtraukuma galus tieši sasien bez homologas veidnes. Turklāt homologā rekombinācija notiek, izmantojot virknes invāziju, lai iegūtu rekombinantās hromosomas. Tā kā nehomoloģiskā rekombinācija notiek, apstrādājot gala, lai noslēgtu divpavedienu pārtraukumus. Turklāt homologa rekombinācija notiek starp garām DNS virknēm un eikariotiem, baktērijām un vīrusiem. Bet nehomologu rekombināciju vada īsas DNS sekvences, un tā notiek galvenokārt eikariotos. Tātad, šeit ir apkopota atšķirība starp homologu rekombināciju un nehomoloģisko rekombināciju.
