Mutācija pret rekombināciju
Izmaiņu mērogs, kas notiek genomos mutācijas un rekombinācijas dēļ, ir galvenā atšķirība starp šiem diviem procesiem. Mutācija un rekombinācija ir divi procesi, kas laika gaitā maina genomu. Lai gan abi procesi nav saistīti, tie pastāvīgi veido genomu. Lielākā daļa no šīm izmaiņām netiek nodotas nākamajai paaudzei, taču dažas izmaiņas būtiski ietekmēs pēcnācējus, nosakot sugas likteni. Izmaiņas, kas notiek ar DNS somatiskajās šūnās, parasti nav pārmantojamas, turpretim izmaiņas, kas notiek DNS dzimumšūnās, var būt iedzimtas. Tāpat, ja šīs izmaiņas ir destruktīvas, tad var tikt nodarīts būtisks kaitējums šūnai, orgānam, organismam vai pat sugai. Ja tās ir konstruktīvas izmaiņas, tad galu galā tās var būt labvēlīgas sugai.
Kas ir mutācija?
Mutācija ir definēta kā neliela mēroga izmaiņas genoma nukleotīdu secībā, un izmaiņas netiek koriģētas, atjaunojot fermentus. Šīs mutācijas var būt vienas bāzes izmaiņas (punktu mutācijas), neliela mēroga ievietošana vai dzēšana. Mutācijas izraisošie aģenti ir pazīstami kā mutagēni. Visbiežāk sastopamie mutagēni ir kļūdaina replikācija, ķīmiskās vielas un starojums. Ķīmiskās vielas un starojums maina nukleotīda struktūru, un, ja izmaiņas netiek novērstas, mutācija būs pastāvīga.
Ir vairāki fermenti, kas labo šīs DNS mutācijas, piemēram, metilguanīns, metiltransferāze un DNS polimerāze III. Šie enzīmi skenēs kļūdas un bojājumus pirms šūnu dalīšanās sākuma (pirmsreplicatīvā) un pēc šūnu dalīšanās (pēc replikācijas).
Mutācija kodošajā reģionā (t.i., DNS reģionos, kur tiek glabāta proteīna translācijas secība) var būt kaitīga šūnai, orgānam vai organismam (punktu mutācija kodona trešajā bāzē parasti neizraisa nekādas kaitējums – klusā mutācija).
Piemēram: – sirpjveida šūnu anēmija ir punktveida mutācijas izraisīta slimība.
Mutācijas nekodētā DNS, visticamāk, neradīs nekādu kaitējumu, lai gan, ja tā ir iedzimta, tā var būt kaitīga, ja mutācija izraisa kluso gēnu aktivāciju.
Ir zināms, ka ievietošanas vai dzēšanas mutācijas maina nolasīšanas rāmi (kadru nobīdes mutācijas), kas izraisa proteīnu sintēzes defektus, izraisot cilvēku nāvējošas slimības.
Lai gan lielākā daļa mutāciju ir kaitīgas, dažas mutācijas ir labvēlīgas. Piemēram, lielākā daļa eiropiešu ir rezistenti pret HIV infekciju, jo evolūcijas laikā radās punktveida mutācija.
Kas ir rekombinācija?
Rekombinācija ir liela mēroga izmaiņu process genoma nukleotīdu secībā un kuras parasti neizlabo ar DNS bojājumu labošanas mehānismiem. Ir divu veidu rekombinācijas, krusteniskā un nekrosovera rekombinācija. Crossover rekombinācija ir homologu hromosomu DNS fragmentu apmaiņas rezultāts, veidojot dubultu brīvdienu savienojumu. Nekrustojoša rekombinācija notiek ar no sintēzes atkarīgu virkņu atkausēšanu, kur nenotiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp hromosomām. Tā vietā vienas hromosomas secība tiek kopēta un ievietota otras hromosomas spraugā, un veidnes hromosomas secība paliek neskarta.
Rekombinācija var notikt hromosomā, parasti starp abām māsas hromatīdām (transponēšana).
Mejozes laikā dzimumšūnu šūnās rekombinācija ir bieži novērots process starp nehomologām hromosomām. Somatiskajās šūnās notiek rekombinācija starp homologām hromosomām.
Rekombinācija ir būtiska B šūnu veidošanās laikā. Ir arī dažas remonta sistēmas, kas ietver rekombināciju.
Kāda ir atšķirība starp mutāciju un rekombināciju?
Gan mutācija, gan rekombinācija ir procesi, kas maina genoma nukleotīdu secību. Abi procesi izraisa defektus šūnās, orgānos un organismos, kas var būt letāli. Abi procesi var būt noderīgi organismiem, kā arī sugām. Turklāt abi procesi ir būtiski procesi evolūcijas laikā. Tomēr starp abiem procesiem ir arī dažas atšķirības. Apskatīsim tos.
Rekombinācijas un mutācijas definīcija:
• Mutācija ir process, kas izmaina genoma nukleotīdu secību nelielā mērogā un izmaiņas netiek koriģētas, labojot fermentus.
• Rekombinācija ir galvenais process, kas lielā mērogā maina genoma nukleotīdu secību, un izmaiņas parasti netiek novērstas ar DNS bojājumu labošanas mehānismiem.
Veidi:
• Mutācija - punktu mutācija un kadru nobīdes mutācija
• Rekombinācija - krusteniskā rekombinācija un nekrosovera rekombinācija
Cēloņi:
• Mutācija - mutācijas izraisītāji ir kļūdaina replikācija, ķīmiskās vielas un starojums.
• Rekombinācija - rekombinācija ir enzīmu kontrolēts mehānisms.
Atrašanās vieta:
• Mutācijas var notikt nejaušās genoma vietās.
• Rekombinācija parasti ir atkarīga no atrašanās vietas.
Remonts:
• Mutāciju var labot šūnā esošās labošanas sistēmas.
• Rekombinācija dažreiz ir labošanas process.
Notikums:
• Mutācijas var notikt jebkurā laikā.
• Rekombinācija notiek šūnu dalīšanās laikā.
Gēnu kopēšana:
• Mutācija nekopē gēnus.
• Rekombinācija var kopēt gēnus genomā.
