Galvenā atšķirība starp homologu rekombināciju un vietai specifisku rekombināciju ir tāda, ka homologā rekombinācijā ģenētiskais materiāls tiek apmainīts starp divām identiskām divpavedienu vai vienpavedienu nukleīnskābju molekulām, piemēram, DNS vai RNS, turpretim vietnei specifiska rekombinācija, DNS virkņu apmaiņa notiek starp DNS segmentiem, kuriem ir vismaz noteikta sekvences homoloģijas pakāpe, bet nav plašas homoloģijas.
Rekombinācija ir process, kurā DNS gabali tiek sadalīti un rekombinēti, lai iegūtu jaunas alēļu kombinācijas. Šis process rada dažādu organismu ģenētisko daudzveidību. To sauc arī par ģenētisko pārkārtošanu. To definē kā procesu, kurā notiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp dažādiem organismiem, lai radītu pēcnācējus ar jaunām alēļu kombinācijām, kas atšķiras no tām, kas atrodamas jebkurā no vecākiem. Homoloģiskā rekombinācija un vietai specifiska rekombinācija ir divu veidu rekombinācijas mehānismi.
Kas ir homologā rekombinācija?
Homoloģiskā rekombinācija ir ģenētiskās rekombinācijas veids, kurā ģenētiskais materiāls tiek apmainīts starp divām līdzīgām (identiskām) divpavedienu vai vienpavedienu nukleīnskābju (DNS vai RNS) molekulām. Šūnas to plaši izmanto, lai labotu kaitīgos pārtraukumus, kas rodas abās DNS virknēs, kas pazīstami kā dubultās ķēdes pārtraukumi (DSB). Šo procesu sauc par homologo rekombinācijas labošanu (HRR). Arī homologā rekombinācija eikariotos rada jaunas DNS sekvenču kombinācijas meiozes laikā. Meioze ir process, kurā eikarioti veido gametas, piemēram, spermas un olšūnas.
Attēls 01: Homoloģiskā rekombinācija
Homologās rekombinācijas mehānisms
Meiozes laikā pārī savienotās vīrieša un sievietes hromosomas sakrīt, lai līdzīgām DNS sekvencēm no pārī savienotām hromosomām būtu iespēja savstarpēji krustoties. Šīs krustošanas rezultātā notiek ģenētisko materiālu sajaukšana. Homoloģiskā rekombinācija notiek ar tādu proteīnu palīdzību kā PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 uc Šīs jaunās DNS vai alēļu kombinācijas rada ģenētiskas variācijas pēcnācējos. Tas ļauj iedzīvotājiem pielāgoties evolūcijas gaitā.
Homologu rekombināciju izmanto arī baktērijas un vīrusi. To sauc par “horizontālo gēnu pārnesi” - procesu, kurā notiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp dažādiem baktēriju un vīrusu celmiem un sugām.
Kas ir vietnei specifiska rekombinācija?
Vietnei specifiska rekombinācija ir ģenētiskas rekombinācijas veids, kurā notiek DNS virkņu apmaiņa starp DNS segmentiem, kuriem ir vismaz noteikta sekvences homoloģijas pakāpe, bet bez plašas homoloģijas. Tas notiek baktēriju genoma replikācijā, diferenciācijas patoģenēzē un mobilā ģenētiskā elementa kustībā.
Vietnei specifisks rekombinācijas mehānisms
Šajā procesā ir iesaistīti fermenti, kas pazīstami kā vietnei specifiskās rekombināzes (SSR). Viņi atpazīst īsas un specifiskas DNS sekvences un saistās ar tām. Tad viņi atdala DNS mugurkaulu un apmainās ar divām iesaistītajām DNS spirālēm. Galu galā šie fermenti atkal pievienojas DNS virknēm.
2. attēls: vietnei specifiska rekombinācija
Vairumā gadījumu šim procesam pietiek ar rekombināzes enzīma un rekombinācijas vietu klātbūtni. Bet dažos gadījumos ir nepieciešami vairāki papildu proteīni vai papildu vietas. Vietnei specifiskas rekombinācijas sistēmas ir ļoti specifiskas, ātras un efektīvas. Tāpēc tie ir potenciāli gēnu inženierijas instrumenti.
Kādas ir homologās rekombinācijas un vietnei specifiskās rekombinācijas līdzības?
- Tie ir rekombinācijas mehānismu veidi.
- Tie uzlabo ģenētisko variāciju starp dažādiem organismiem.
- Abi procesi notiek starp DNS.
- Tie izmanto specifiskus proteīnus rekombinācijas mehānismam.
- Abi notiek prokariotos, kā arī eikariotos.
Kāda ir atšķirība starp homologo rekombināciju un vietnei raksturīgo rekombināciju?
Homoloģiskā rekombinācija ir ģenētiskas rekombinācijas veids, kurā ģenētiskais materiāls tiek apmainīts starp divām identiskām divpavedienu vai vienpavedienu nukleīnskābju molekulām, piemēram, DNS vai RNS. No otras puses, vietnei specifiska rekombinācija ir ģenētiskās rekombinācijas veids, kurā DNS virknes apmaiņa notiek starp DNS segmentiem, kuriem ir vismaz noteikta sekvences homoloģijas pakāpe, bet nav plašas homoloģijas. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp homologu rekombināciju un vietnei specifisku rekombināciju. Turklāt starp garām DNS virknēm notiek homologa rekombinācija. Turpretim vietai specifiska rekombinācija notiek starp īsām DNS sekvencēm. Tādējādi šī ir vēl viena būtiska atšķirība starp homologu rekombināciju un vietai specifisku rekombināciju.
Tālāk ir parādīts saraksts ar atšķirībām starp homologo rekombināciju un vietnei raksturīgo rekombināciju tabulas veidā.
Salīdzinājuma kopsavilkums - homologa un vietnei specifiska rekombinācija
Ģenētiskā rekombinācija ietver ģenētiskā materiāla apmaiņu starp vairākām hromosomām vai starp dažādiem vienas hromosomas reģioniem. Homoloģiskā rekombinācija un vietai specifiska rekombinācija ir divu veidu rekombinācijas mehānismi. Homologa rekombinācija notiek starp DNS ar plašu sekvences homoloģiju. Vietnei specifiska rekombinācija notiek starp DNS bez plašas homoloģijas. Tādējādi šeit ir apkopota atšķirība starp homologu rekombināciju un vietai specifisku rekombināciju.
