Ključna razlika med homologno rekombinacijo in mesto-specifično rekombinacijo je v tem, da se pri homologni rekombinaciji genetski material izmenjuje med dvema identičnima molekulama dvoverižnih ali enoverižnih nukleinskih kislin, kot sta DNA ali RNA, medtem ko pri mestu- specifična rekombinacija poteka izmenjava verig DNA med segmenti DNA, ki imajo vsaj določeno stopnjo homologije zaporedja, vendar nimajo obsežne homologije.
Rekombinacija je proces, pri katerem se deli DNK zlomijo in ponovno združijo, da nastanejo nove kombinacije alelov. Ta proces ustvarja genetsko raznolikost med različnimi organizmi. Imenuje se tudi genetsko preoblikovanje. Opredeljen je kot proces, v katerem pride do izmenjave genskega materiala med različnimi organizmi, da se proizvedejo potomci z novimi kombinacijami alelov, ki se razlikujejo od tistih, ki jih najdemo pri obeh starših. Homologna rekombinacija in mesto-specifična rekombinacija sta dve vrsti mehanizmov rekombinacije.
Kaj je homologna rekombinacija?
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije, pri kateri se genetski material izmenjuje med dvema podobnima (enakima) molekulama dvoverižnih ali enoverižnih nukleinskih kislin (DNA ali RNA). Celice ga pogosto uporabljajo za popravilo škodljivih prelomov, ki se pojavijo v obeh verigah DNA, znanih kot dvojni prelomi (DSB). Ta proces se imenuje homologno rekombinacijsko popravilo (HRR). Prav tako homologna rekombinacija pri evkariontih proizvaja nove kombinacije zaporedij DNK med mejozo. Mejoza je proces, pri katerem evkarionti tvorijo gamete, kot so semenčice in jajčne celice.
Slika 01: Homologna rekombinacija
Mehanizem homologne rekombinacije
Med mejozo se seznanjeni kromosomi moškega in ženskega starša poravnajo tako, da imajo podobna zaporedja DNK iz seznanjenih kromosomov možnost medsebojnega križanja. To križanje povzroči mešanje genetskega materiala. Homologna rekombinacija poteka s pomočjo proteinov, kot so PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 itd. Te nove kombinacije DNK ali alelov povzročajo genetske variacije pri potomcih. Populaciji omogoča prilagajanje med potekom evolucije.
Homologično rekombinacijo uporabljajo tudi bakterije in virusi. To se imenuje "horizontalni prenos genov", proces, ki izmenjuje genetski material med različnimi sevi in vrstami bakterij in virusov.
Kaj je rekombinacija, specifična za mesto?
Mestospecifična rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije, pri kateri poteka izmenjava verig DNA med segmenti DNA, ki imajo vsaj določeno stopnjo homologije zaporedja, vendar nimajo obsežne homologije. Pojavlja se pri replikaciji bakterijskega genoma, patogenezi diferenciacije in gibanju mobilnega genetskega elementa.
Mehanizem rekombinacije, specifičen za mesto
V ta proces so vključeni encimi, znani kot rekombinaze, specifične za mesto (SSR). Prepoznajo in se vežejo na kratka in specifična zaporedja DNK. Nato razcepijo hrbtenico DNK in izmenjajo dve vključeni vijačnici DNK. Na koncu se ti encimi ponovno povežejo z verigami DNK.
Slika 02: Rekombinacija, specifična za mesto
V večini primerov za ta proces zadostuje prisotnost encima rekombinaze in rekombinacijskih mest. Toda v nekaterih primerih so potrebni številni dodatni proteini ali dodatna mesta. Sistemi rekombinacije, specifični za mesto, so zelo specifični, hitri in učinkoviti. Zato so potencialna orodja za genski inženiring.
Kakšne so podobnosti med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto?
- So vrste mehanizmov rekombinacije.
- Pospešujejo genetsko variabilnost med različnimi organizmi.
- Oba procesa potekata med DNK.
- Za mehanizem rekombinacije uporabljajo specifične proteine.
- Oboje poteka tako pri prokariontih kot tudi pri evkariontih.
Kakšna je razlika med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto?
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije, pri kateri se genetski material izmenjuje med dvema identičnima molekulama dvoverižnih ali enoverižnih nukleinskih kislin, kot sta DNA ali RNA. Po drugi strani pa je rekombinacija, specifična za mesto, vrsta genetske rekombinacije, pri kateri poteka izmenjava verige DNA med segmenti DNA, ki imajo vsaj določeno stopnjo homologije zaporedja, vendar ne obsežne homologije. Torej, to je ključna razlika med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto. Poleg tega pride do homologne rekombinacije med dolgimi verigami DNA. V nasprotju s tem pride do rekombinacije, specifične za mesto, med kratkimi zaporedji DNK. Tako je to še ena pomembna razlika med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto.
Spodaj je seznam razlik med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto, v obliki tabele.
Povzetek primerjave – homologna rekombinacija v primerjavi s spletno specifično rekombinacijo
Genetska rekombinacija vključuje izmenjavo genetskega materiala med več kromosomi ali med različnimi regijami istega kromosoma. Homologna rekombinacija in mesto-specifična rekombinacija sta dve vrsti mehanizmov rekombinacije. Do homologne rekombinacije pride med DNA z obsežno homologijo zaporedja. Do rekombinacije, specifične za mesto, pride med DNA brez obsežne homologije. To torej povzema razliko med homologno rekombinacijo in rekombinacijo, specifično za mesto.
