Kľúčový rozdiel medzi homológnou rekombináciou a miestne špecifickou rekombináciou je v tom, že pri homológnej rekombinácii sa genetický materiál vymieňa medzi dvoma identickými molekulami dvojvláknových alebo jednovláknových nukleových kyselín, ako je DNA alebo RNA, zatiaľ čo pri miestne- špecifická rekombinácia, výmena reťazca DNA sa uskutočňuje medzi segmentmi DNA, ktoré majú aspoň určitý stupeň sekvenčnej homológie, ale žiadnu rozsiahlu homológiu.
Rekombinácia je proces, pri ktorom sa kúsky DNA rozbijú a rekombinujú, aby sa vytvorili nové kombinácie alel. Tento proces vytvára genetickú rozmanitosť medzi rôznymi organizmami. Nazýva sa to aj genetické preskupenie. Je definovaný ako proces, pri ktorom dochádza k výmene genetického materiálu medzi rôznymi organizmami, aby sa vytvorilo potomstvo s novými kombináciami alel, ktoré sa líšia od tých, ktoré sa nachádzajú u ktoréhokoľvek z rodičov. Homológna rekombinácia a miestne špecifická rekombinácia sú dva typy rekombinačných mechanizmov.
Čo je homológna rekombinácia?
Homológna rekombinácia je typ genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene genetického materiálu medzi dvoma podobnými (identickými) molekulami dvojvláknových alebo jednovláknových nukleových kyselín (DNA alebo RNA). Bunky ho široko používajú na opravu škodlivých zlomov, ktoré sa vyskytujú v oboch reťazcoch DNA, známe ako dvojvláknové zlomy (DSB). Tento proces sa nazýva homológna rekombinantná oprava (HRR). Homológna rekombinácia v eukaryotoch tiež vytvára nové kombinácie sekvencií DNA počas meiózy. Meióza je proces, ktorým eukaryoty vytvárajú gaméty, ako sú spermie a vajíčka.
Obrázok 01: Homologická rekombinácia
Homológny rekombinačný mechanizmus
Počas meiózy sa párové chromozómy mužského a ženského rodiča zarovnajú tak, aby podobné sekvencie DNA párových chromozómov mali možnosť krížiť sa. Toto kríženie vedie k miešaniu genetických materiálov. Homológna rekombinácia prebieha pomocou proteínov ako PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 atď. Tieto nové kombinácie DNA alebo alel vytvárajú genetické variácie u potomkov. Umožňuje populácii prispôsobiť sa v priebehu evolúcie.
Homológnu rekombináciu využívajú aj baktérie a vírusy. Toto sa nazýva „horizontálny prenos génov“, proces, ktorý vymieňa genetický materiál medzi rôznymi kmeňmi a druhmi baktérií a vírusov.
Čo je rekombinácia špecifická pre lokalitu?
Miestne špecifická rekombinácia je typ genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene reťazca DNA medzi segmentmi DNA, ktoré majú aspoň určitý stupeň sekvenčnej homológie, ale nie rozsiahlu homológiu. Vyskytuje sa pri replikácii bakteriálneho genómu, diferenciačnej patogenéze a pohybe mobilného genetického prvku.
Rekombinačný mechanizmus špecifický pre lokalitu
Do tohto procesu sú zapojené enzýmy, ktoré sú známe ako miestne špecifické rekombinázy (SSR). Rozpoznávajú a viažu sa na krátke a špecifické sekvencie DNA. Potom štiepia kostru DNA a vymenia dve zahrnuté skrutkovice DNA. Nakoniec sa tieto enzýmy znovu spoja s vláknami DNA.
Obrázok 02: Rekombinácia špecifická pre lokalitu
Vo väčšine prípadov na tento proces postačuje prítomnosť enzýmu rekombinázy a miesta rekombinácie. Ale v niektorých prípadoch sa vyžaduje množstvo doplnkových proteínov alebo doplnkových miest. Miestne špecifické rekombinačné systémy sú vysoko špecifické, rýchle a efektívne. Preto sú potenciálnymi nástrojmi pre genetické inžinierstvo.
Aké sú podobnosti medzi homológnou rekombináciou a rekombináciou špecifickou pre lokalitu?
- Sú to typy rekombinačných mechanizmov.
- Zvyšujú genetické variácie medzi rôznymi organizmami.
- Oba procesy prebiehajú medzi DNA.
- Na rekombinačný mechanizmus používajú špecifické proteíny.
- Obaja prebiehajú v prokaryotoch aj v eukaryotoch.
Aký je rozdiel medzi homológnou rekombináciou a rekombináciou špecifickou pre lokalitu?
Homológna rekombinácia je typ genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene genetického materiálu medzi dvoma identickými molekulami dvojvláknových alebo jednovláknových nukleových kyselín, ako je DNA alebo RNA. Na druhej strane je miestne špecifická rekombinácia typom genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene reťazca DNA medzi segmentmi DNA, ktoré majú aspoň určitý stupeň sekvenčnej homológie, ale žiadnu rozsiahlu homológiu. Toto je kľúčový rozdiel medzi homológnou rekombináciou a miestne špecifickou rekombináciou. Okrem toho dochádza k homológnej rekombinácii medzi dlhými reťazcami DNA. Na rozdiel od toho dochádza k miestne špecifickej rekombinácii medzi krátkymi sekvenciami DNA. Toto je ďalší významný rozdiel medzi homológnou rekombináciou a miestne špecifickou rekombináciou.
Nižšie je uvedený zoznam rozdielov medzi homológnou rekombináciou a miestne špecifickou rekombináciou vo forme tabuľky.
Zhrnutie porovnania – homológna rekombinácia verzus rekombinácia špecifická pre lokalitu
Genetická rekombinácia zahŕňa výmenu genetického materiálu medzi viacerými chromozómami alebo medzi rôznymi oblasťami toho istého chromozómu. Homológna rekombinácia a miestne špecifická rekombinácia sú dva typy rekombinačných mechanizmov. K homológnej rekombinácii dochádza medzi DNA s rozsiahlou sekvenčnou homológiou. Medzi DNA dochádza k miestne špecifickej rekombinácii bez rozsiahlej homológie. Toto sumarizuje rozdiel medzi homológnou rekombináciou a miestne špecifickou rekombináciou.
