Mutacija proti rekombinaciji
Obseg sprememb, do katerih pride v genomih zaradi mutacije in rekombinacije, je glavna razlika med tema dvema procesoma. Mutacija in rekombinacija sta procesa, ki sčasoma spremenita genom. Čeprav oba procesa nista povezana, nenehno oblikujeta genom. Večina teh sprememb se ne prenese na naslednjo generacijo, vendar pa bodo nekatere spremembe močno vplivale na potomce z določanjem usode vrste. Spremembe, ki se zgodijo z DNK v somatskih celicah, običajno niso dedne, medtem ko so spremembe, ki se zgodijo z DNK v celicah zarodne linije, lahko podedovane. Poleg tega, če je ta sprememba destruktivna, lahko pride do znatne škode za celico, organ, organizem ali celo za vrsto. Če gre za konstruktivno spremembo, potem je lahko na koncu koristna za vrsto.
Kaj je mutacija?
Mutacija je opredeljena kot majhne spremembe v nukleotidnem zaporedju genoma in spremembe niso popravljene s popravljalnimi encimi. Te mutacije so lahko spremembe ene baze (točkovne mutacije), vstavljanje ali brisanje v majhnem obsegu. Povzročitelji mutacij so znani kot mutageni. Najpogostejši mutageni so napačna replikacija, kemikalije in sevanje. Kemikalije in sevanje spremenijo strukturo nukleotida in, če se sprememba ne popravi, bo mutacija trajna.
Obstaja več encimov, ki popravljajo te mutacije DNA, kot so metil gvanin, metil transferaza in DNA polimeraza III. Ti encimi bodo iskali napake in poškodbe pred začetkom delitve celice (predreplikacijsko) in po delitvi celice (postreplikacijsko).
Mutacija v kodirni regiji (tj. regijah DNK, kjer je shranjeno zaporedje prevajanja beljakovin) je lahko škodljiva za celico, organ ali organizem (točkovna mutacija v tretji bazi kodona običajno ne povzroči škoda – tiha mutacija).
Npr.: – anemija srpastih celic je bolezen, ki jo povzroči točkovna mutacija.
Manj verjetno je, da bodo mutacije nekodirajoče DNK povzročile kakršno koli škodo, čeprav so lahko, če so podedovane, škodljive, če mutacija povzroča aktivacijo tihih genov.
Znano je, da vstavitvene ali delecijske mutacije premaknejo bralni okvir (mutacije premika okvirja), kar vodi do okvarjene sinteze beljakovin, kar povzroča smrtonosne bolezni pri ljudeh.
Čeprav je večina mutacij škodljivih, obstajajo nekatere mutacije, ki so koristne. Na primer, večina Evropejcev je odpornih na okužbo s HIV zaradi točkovne mutacije, ki je nastala med evolucijo.
Kaj je rekombinacija?
Rekombinacija je proces obsežnih sprememb v nukleotidnem zaporedju genoma, ki jih običajno ne popravijo mehanizmi za popravilo poškodb DNK. Obstajata dve vrsti rekombinacij, križna in nekrižna rekombinacija. Navzkrižna rekombinacija je posledica izmenjave fragmentov DNA homolognih kromosomov z oblikovanjem dvojnega prazničnega stičišča. Nekrižana rekombinacija se pojavi s sintezno odvisnim žarjenjem verige, kjer ne pride do izmenjave genetskega materiala med kromosomi. Namesto tega se zaporedje enega kromosoma kopira in vstavi v vrzel v drugem kromosomu, zaporedje vzorčnega kromosoma pa ostane nedotaknjeno.
Do rekombinacije lahko pride znotraj kromosoma, na splošno med dvema sestrskima kromatidama (transpozicija).
Med mejozo v celicah zarodne linije je rekombinacija pogosto opažen proces med nehomolognimi kromosomi. V somatskih celicah pride do rekombinacije med homolognimi kromosomi.
Rekombinacija je bistvena med proizvodnjo celic B. Obstaja tudi nekaj sistemov popravljanja, ki vključujejo rekombinacijo.
Kakšna je razlika med mutacijo in rekombinacijo?
Tako mutacija kot rekombinacija sta procesa, ki spremenita nukleotidno zaporedje genoma. Oba procesa povzročata okvare v celicah, organih in organizmih, kar je lahko smrtno. Oba postopka sta lahko koristna tako za organizme kot za vrsto. Prav tako sta oba procesa bistvena procesa v evoluciji. Vendar pa obstaja tudi nekaj razlik med obema procesoma. Oglejmo si jih.
Definicija rekombinacije in mutacije:
• Mutacija je proces, ki spremeni nukleotidno zaporedje genoma v majhnem obsegu in spremembe niso popravljene s popravljanjem encimov.
• Rekombinacija je glavni proces, ki spremeni nukleotidno zaporedje genoma v velikem obsegu in sprememb običajno ne popravijo mehanizmi za popravilo poškodb DNK.
Vrste:
• Mutacija – točkovna mutacija in mutacija premika okvirja
• Rekombinacija – križna rekombinacija in nekrižna rekombinacija
Vzroki:
• Mutacija – povzročitelji mutacije vključujejo napačno replikacijo, kemikalije in sevanje.
• Rekombinacija – Rekombinacija je encimsko nadzorovan mehanizem.
Lokacija:
• Mutacije se lahko pojavijo na naključnih mestih v genomu.
• Rekombinacija je običajno odvisna od lokacije.
Popravilo:
• Mutacijo lahko popravijo sistemi za popravilo v celici.
• Rekombinacija je včasih postopek popravljanja.
Pojavitev:
• Mutacije se lahko zgodijo kadar koli.
• Do rekombinacije pride med celično delitvijo.
Kopiranje genov:
• Mutacija ne kopira genov.
• Rekombinacija lahko kopira gene v genomu.
