Ključna razlika med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo je v tem, da homologna rekombinacija poteka z invazijo verige za proizvodnjo rekombinantnih kromosomov, medtem ko nehomologna rekombinacija poteka s končno obdelavo za tesnjenje dvoverižnih prelomov.
Rekombinacija je pomemben proces za genomsko evolucijo in diverzifikacijo. Postopek, s katerim se popravi poškodovana DNK, je mehanizem genetske rekombinacije. Homologna rekombinacija je sestavljena iz vrste medsebojno povezanih poti, ki pomagajo popraviti prelome dvoverižne DNA in navzkrižne povezave med verigami. Nehomologna rekombinacija je pot, ki je povezana tudi s popravljanjem dvojne verige DNA, zlasti pri višjih evkariontih.
Kaj je homologna rekombinacija?
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije, ki poteka med mejozo. Parni kromosomi moških in ženskih staršev se med homologno rekombinacijo poravnajo, tako da se podobna zaporedja DNK parnih kromosomov križajo med seboj. To je znano kot invazija pramenov. Posledica takšnih križanj je mešanje genskega materiala, kar povzroča genetske variacije med potomci. Homologna rekombinacija se v glavnem uporablja za popravilo škodljivih prelomov v DNK s postopkom, imenovanim popravilo homologne rekombinacije. Takšno popravilo DNK ponavadi povzroči nekrižane produkte, ki obnovijo poškodovano molekulo DNK, kot je bila pred prelomom dvojne verige.
Slika 01: Homologna rekombinacija
Homološka rekombinacija se uporablja med horizontalnim prenosom genov za izmenjavo genskega materiala med različnimi sevi bakterij in virusov. Homologna rekombinacija je ohranjena med vsemi domenami, pa tudi pri virusih DNA in RNA. Tako je homologna rekombinacija skoraj univerzalni biološki mehanizem. To je močno povezano s povečano dovzetnostjo za raka, gensko usmerjenostjo in gensko terapijo. Bistven je pri delitvi celic pri evkariontih. Homologna rekombinacija popravi poškodbe DNK, ki jih povzročijo ionizirajoče sevanje ali škodljive kemikalije. Poleg popravljanja DNK pomaga tudi pri ustvarjanju genetske raznolikosti z delitvijo mejotskih celic, da postanejo specializirane gametne celice.
Kaj je nehomologna rekombinacija?
Nehomologna rekombinacija je pot, ki popravlja dvoverižne zlome DNA. Imenuje se kot nehomologna, ker se prelomni konci neposredno povežejo brez potrebe po homologni predlogi. To pot običajno vodijo kratke sekvence DNK, imenovane mikrohomologije. Te obstajajo v enoverižnih previsih na koncih dvoverižnih prelomov DNA.
Slika 02: Nehomologna rekombinacija
Nehomologna rekombinacija natančno popravi zlom, ko so ti previsi popolnoma združljivi. Neustrezna nehomologna rekombinacija vodi do translokacije in zlitja telomer v tumorskih celicah. Pot nehomologne rekombinacije obstaja v skoraj vseh bioloških sistemih in je prevladujoča pot popravljanja prekinitve dvojne verige pri sesalcih. Med inaktivacijo te poti se dvojni prelomi popravijo po poti, ki je bolj nagnjena k napakam. Popravila po tej poti vodijo do izbrisa zaporedij DNK med mikrohomologijami. Arheje in bakterije nimajo nehomologne poti. Nasprotno pa evkarionti med nehomologno rekombinacijsko potjo uporabljajo številne proteine. To poteka v korakih, kot so končna vezava in privezovanje, končna obdelava in ligacija.
Kakšne so podobnosti med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo?
- Homologična in nehomologna rekombinacija sta genetski rekombinantni poti.
- Oba popravljata dvoverižne prekinitve v DNK.
- Rekombinacija poteka med verigami DNK med obema procesoma.
- Poleg tega se večinoma dogajajo pri evkariontih.
- Pomembni so pri usmerjanju genov in genski terapiji.
Kakšna je razlika med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo?
Homologična rekombinacija poteka z invazijo verige, da nastanejo rekombinantni kromosomi, medtem ko nehomologna rekombinacija poteka s končno obdelavo, da se zaprejo dvoverižne prekinitve. To je torej ključna razlika med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo. Tudi homologna rekombinacija poteka med dolgimi verigami DNA, medtem ko nehomologno rekombinacijo vodijo kratke sekvence DNA. Poleg tega homologna rekombinacija poteka v evkariontih, bakterijah in virusih, medtem ko nehomologna rekombinacija poteka predvsem v evkariontih.
Spodnja infografika predstavlja razlike med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Homologna proti nehomologni rekombinaciji
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije, ki poteka med mejozo s potrebo po predlogi. Medtem je nehomologna rekombinacija pot, ki popravlja prekinitve dvojne verige DNA. Imenuje se kot nehomologna, ker se prelomni konci neposredno povežejo brez potrebe po homologni predlogi. Poleg tega homologna rekombinacija poteka z invazijo verige, da se proizvedejo rekombinantni kromosomi. Medtem ko nehomologna rekombinacija poteka s končno obdelavo za zapiranje dvoverižnih prelomov. Poleg tega poteka homologna rekombinacija med dolgimi verigami DNK in pri evkariontih, bakterijah in virusih. Toda nehomologno rekombinacijo vodijo kratka zaporedja DNA in se dogaja predvsem pri evkariontih. Torej, to povzema razliko med homologno rekombinacijo in nehomologno rekombinacijo.
