Pagrindinis skirtumas tarp homologinės rekombinacijos ir nehomologinės rekombinacijos yra tas, kad homologinė rekombinacija vyksta invazijos būdu, kad susidarytų rekombinantinės chromosomos, o nehomologinė rekombinacija vyksta galutinai apdorojant, siekiant užsandarinti dvigrandines pertraukas.
Rekombinacija yra svarbus genomo evoliucijos ir įvairinimo procesas. Procesas, kurio metu atkuriama pažeista DNR, yra genetinės rekombinacijos mechanizmas. Homologinė rekombinacija susideda iš eilės tarpusavyje susijusių kelių, padedančių ištaisyti dvigrandines DNR pertraukas ir kryžmines grandines. Nehomologinė rekombinacija yra kelias, kuris taip pat yra susijęs su DNR dvigubos grandinės atstatymu, ypač aukštesniuosiuose eukariotuose.
Kas yra homologinė rekombinacija?
Homologinė rekombinacija yra genetinės rekombinacijos rūšis, vykstanti mejozės metu. Suporuotos vyrų ir moterų chromosomos homologinės rekombinacijos metu susilieja taip, kad panašios DNR sekos iš suporuotų chromosomų kerta viena kitą. Tai žinoma kaip sruogų invazija. Tokie kryžminimo procesai sukelia genetinės medžiagos maišymąsi ir sukelia genetinę variaciją tarp palikuonių. Homologinė rekombinacija daugiausia naudojama žalingiems DNR trūkiams taisyti per procesą, vadinamą homologiniu rekombinacijos taisymu. Toks DNR taisymas paprastai sukelia ne kryžminius produktus, atkuriant pažeistą DNR molekulę, tokią, kokia ji buvo prieš dvigubos grandinės pertrauką.
01 pav.: Homologinė rekombinacija
Homologinė rekombinacija naudojama horizontalaus genų perdavimo metu, siekiant keistis genetine medžiaga tarp įvairių bakterijų ir virusų padermių. Homologinė rekombinacija yra išsaugota visuose domenuose, taip pat DNR ir RNR virusuose. Taigi homologinė rekombinacija yra beveik universalus biologinis mechanizmas. Tai yra stipriai susijusi su padidėjusiu jautrumu vėžiui, genų taikymu ir genų terapija. Tai būtina eukariotų ląstelių dalijimuisi. Homologinė rekombinacija atkuria DNR pažeidimus, kuriuos sukelia jonizuojanti spinduliuotė arba žalingos cheminės medžiagos. Be DNR atkūrimo, jis taip pat padeda sukurti genetinę įvairovę per mejozinį ląstelių dalijimąsi, kad taptų specializuotomis gametų ląstelėmis.
Kas yra nehomologinė rekombinacija?
Nehomologinė rekombinacija yra kelias, kuris atstato DNR dvigubos grandinės pertraukas. Jis vadinamas nehomologiniu, nes pertraukos galai tiesiogiai susijungia ir nereikia homologinio šablono. Šis kelias paprastai vadovaujasi trumpomis DNR sekomis, vadinamomis mikrohomologijomis. Jie yra vienos grandinės iškyšose ant DNR dviejų grandžių pertraukų galų.
02 paveikslas: nehomologinė rekombinacija
Nehomologinė rekombinacija tiksliai pataiso lūžį, kai šios iškyšos puikiai suderinamos. Netinkama nehomologinė rekombinacija sukelia translokaciją ir telomerų susiliejimą naviko ląstelėse. Nehomologinis rekombinacijos kelias egzistuoja beveik visose biologinėse sistemose ir yra vyraujantis žinduolių dvigubos grandinės pertraukos taisymo būdas. Inaktyvuojant šį kelią, dvigubos grandinės pertraukos yra pataisomos keliu, kuriame yra daugiau klaidų. Remontas šiuo keliu lemia DNR sekų ištrynimą tarp mikrohomologijų. Archėjoms ir bakterijoms trūksta nehomologinio kelio. Priešingai, eukariotai nehomologinės rekombinacijos metu naudoja daugybę b altymų. Tai atliekama tokiais veiksmais kaip galo surišimas ir pririšimas, galutinis apdorojimas ir perrišimas.
Kokie yra homologinės ir nehomologinės rekombinacijos panašumai?
- Homologinė ir nehomologinė rekombinacija yra genetiniai rekombinantiniai būdai.
- Abu ištaiso dvigubos grandinės DNR lūžius.
- Rekombinacija vyksta tarp DNR grandžių abiejų procesų metu.
- Be to, jie daugiausia vyksta eukariotuose.
- Jie yra svarbūs taikant genus ir taikant genų terapiją.
Kuo skiriasi homologinė ir nehomologinė rekombinacija?
Homologinė rekombinacija vyksta invazijos būdu, kad susidarytų rekombinantinės chromosomos, o nehomologinė rekombinacija vyksta galutinio apdorojimo būdu, kad būtų užsandarintos dvigrandos. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp homologinės rekombinacijos ir nehomologinės rekombinacijos. Be to, homologinė rekombinacija vyksta tarp ilgų DNR grandinių, o nehomologinė rekombinacija vadovaujasi trumpomis DNR sekomis. Be to, homologinė rekombinacija vyksta eukariotuose, bakterijose ir virusuose, o nehomologinė rekombinacija vyksta daugiausia eukariotuose.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp homologinės ir nehomologinės rekombinacijos lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – homologinė ir nehomologinė rekombinacija
Homologinė rekombinacija yra genetinės rekombinacijos rūšis, kuri vyksta mejozės metu, kai reikia šablono. Tuo tarpu nehomologinė rekombinacija yra kelias, atkuriantis DNR dvigubos grandinės pertraukas. Jis vadinamas nehomologiniu, nes pertraukos galai tiesiogiai susijungia ir nereikia homologinio šablono. Be to, homologinė rekombinacija vyksta per grandinės invaziją, kad susidarytų rekombinantinės chromosomos. Tuo tarpu nehomologinė rekombinacija vyksta galutinai apdorojant, kad būtų užsandarintos dvigrandės pertraukos. Be to, tarp ilgų DNR grandinių ir eukariotų, bakterijų ir virusų vyksta homologinė rekombinacija. Tačiau nehomologinė rekombinacija grindžiama trumpomis DNR sekomis ir dažniausiai vyksta eukariotuose. Taigi, čia apibendrinamas skirtumas tarp homologinės ir nehomologinės rekombinacijos.
