Η βασική διαφορά μεταξύ ομόλογου ανασυνδυασμού και μη ομόλογου ανασυνδυασμού είναι ότι ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω εισβολής κλώνου για την παραγωγή ανασυνδυασμένων χρωμοσωμάτων, ενώ ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω τελικής επεξεργασίας για τη σφράγιση θραυσμάτων διπλής έλικας.
Ο ανασυνδυασμός είναι μια σημαντική διαδικασία για την εξέλιξη και τη διαφοροποίηση του γονιδιώματος. Η διαδικασία με την οποία επιδιορθώνεται το κατεστραμμένο DNA είναι ο μηχανισμός του γενετικού ανασυνδυασμού. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός αποτελείται από μια σειρά αλληλένδετων μονοπατιών που βοηθούν στην επιδιόρθωση των θραύσεων του δίκλωνου DNA και των διασυνδέσεων μεταξύ των κλώνων. Ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός είναι μια οδός που σχετίζεται επίσης με την επιδιόρθωση διπλού κλώνου DNA, ειδικά σε ανώτερους ευκαρυώτες.
Τι είναι ο Ομόλογος Ανασυνδυασμός;
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της μείωσης. Τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα από αρσενικούς και θηλυκούς γονείς ευθυγραμμίζονται κατά τον ομόλογο ανασυνδυασμό έτσι ώστε παρόμοιες αλληλουχίες DNA από ζευγαρωμένα χρωμοσώματα να διασταυρώνονται μεταξύ τους. Αυτό είναι γνωστό ως εισβολή σκέλους. Τέτοιες διασταυρώσεις έχουν ως αποτέλεσμα την ανακάτεμα του γενετικού υλικού, προκαλώντας γενετικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των απογόνων. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός χρησιμοποιείται κυρίως για την επιδιόρθωση επιβλαβών θραυσμάτων που συμβαίνουν στο DNA μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται επιδιόρθωση ομόλογου ανασυνδυασμού. Αυτή η επισκευή DNA τείνει να έχει ως αποτέλεσμα μη διασταυρούμενα προϊόντα, αποκαθιστώντας το κατεστραμμένο μόριο DNA όπως ήταν πριν από το σπάσιμο του διπλού κλώνου.
Εικόνα 01: Ομόλογος ανασυνδυασμός
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός χρησιμοποιείται κατά την οριζόντια μεταφορά γονιδίου για την ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ διαφόρων στελεχών βακτηρίων και ιών. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός διατηρείται μεταξύ όλων των περιοχών καθώς και στους ιούς DNA και RNA. Έτσι, ο ομόλογος ανασυνδυασμός είναι σχεδόν ένας παγκόσμιος βιολογικός μηχανισμός. Αυτό συνδέεται στενά με την αυξημένη ευαισθησία στον καρκίνο, τη γονιδιακή στόχευση και τη γονιδιακή θεραπεία. Είναι απαραίτητο για την κυτταρική διαίρεση στους ευκαρυώτες. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός επιδιορθώνει βλάβες στο DNA που προκαλούνται από ιονίζουσα ακτινοβολία ή βλαβερές χημικές ουσίες. Εκτός από την επιδιόρθωση του DNA, βοηθά επίσης στην παραγωγή γενετικής ποικιλότητας μέσω της μειοτικής κυτταρικής διαίρεσης για να γίνουν εξειδικευμένα κύτταρα γαμετών.
Τι είναι ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός;
Ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός είναι μια οδός που επιδιορθώνει τις θραύσεις του διπλού κλώνου του DNA. Αναφέρεται ως μη ομόλογο δεδομένου ότι το διάλειμμα τελειώνει απευθείας σύνδεση χωρίς την ανάγκη για ομόλογο πρότυπο. Αυτή η οδός συνήθως καθοδηγείται από σύντομες αλληλουχίες DNA που ονομάζονται μικροομολογίες. Αυτά υπάρχουν σε μονόκλωνες προεξοχές στα άκρα των θραύσεων διπλού κλώνου DNA.
Εικόνα 02: Μη ομόλογος ανασυνδυασμός
Ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός επιδιορθώνει το σπάσιμο με ακρίβεια όταν αυτοί οι προεξοχές είναι απόλυτα συμβατοί. Ακατάλληλος μη ομόλογος ανασυνδυασμός οδηγεί σε μετατόπιση και σύντηξη τελομερών στα καρκινικά κύτταρα. Η μη ομόλογη οδός ανασυνδυασμού υπάρχει σχεδόν σε όλα τα βιολογικά συστήματα και είναι η κυρίαρχη οδός επιδιόρθωσης θραύσης διπλού κλώνου στα θηλαστικά. Κατά τη διάρκεια της απενεργοποίησης αυτής της οδού, τα σπασίματα διπλού κλώνου επιδιορθώνονται από ένα μονοπάτι πιο επιρρεπές σε σφάλματα. Οι επιδιορθώσεις μέσω αυτής της οδού οδηγούν στη διαγραφή αλληλουχιών DNA μεταξύ των μικροομολογιών. Τα αρχαία και τα βακτήρια δεν διαθέτουν μη ομόλογη οδό. Αντίθετα, οι ευκαρυώτες χρησιμοποιούν έναν αριθμό πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια της οδού μη ομόλογου ανασυνδυασμού. Αυτό λαμβάνει χώρα σε βήματα όπως η τελική σύνδεση και πρόσδεση, η τελική επεξεργασία και η σύνδεση.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του μη ομόλογου ανασυνδυασμού;
- Ο ομόλογος και μη ομόλογος ανασυνδυασμός είναι γενετικά ανασυνδυασμένα μονοπάτια.
- Και τα δύο επιδιορθώνουν σπασίματα διπλής έλικας στο DNA.
- Ο ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μεταξύ των κλώνων του DNA κατά τη διάρκεια και των δύο διεργασιών.
- Επιπλέον, λαμβάνουν χώρα κυρίως σε ευκαρυώτες.
- Είναι σημαντικά στη γονιδιακή στόχευση και τη γονιδιακή θεραπεία.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του μη ομόλογου ανασυνδυασμού;
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω εισβολής κλώνου για την παραγωγή ανασυνδυασμένων χρωμοσωμάτων, ενώ ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω της τελικής επεξεργασίας για τη σφράγιση δικλωνικών θραυσμάτων. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του μη ομόλογου ανασυνδυασμού. Επίσης, ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μεταξύ μακριών κλώνων DNA ενώ ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός καθοδηγείται από σύντομες αλληλουχίες DNA. Επιπλέον, ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα σε ευκαρυώτες, βακτήρια και ιούς ενώ ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα κυρίως σε ευκαρυώτες.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ ομόλογου ανασυνδυασμού και μη ομόλογου ανασυνδυασμού σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Ομόλογος εναντίον μη ομόλογος ανασυνδυασμός
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της μείωσης με την ανάγκη για ένα πρότυπο. Εν τω μεταξύ, ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός είναι μια οδός που επιδιορθώνει τις θραύσεις του διπλού κλώνου του DNA. Αναφέρεται ως μη ομόλογο δεδομένου ότι το διάλειμμα τελειώνει απευθείας σύνδεση χωρίς την ανάγκη για ομόλογο πρότυπο. Επιπλέον, ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω εισβολής κλώνων για την παραγωγή ανασυνδυασμένων χρωμοσωμάτων. Ενώ, ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω της τελικής επεξεργασίας για τη σφράγιση θραύσεων διπλής έλικας. Εκτός αυτού, λαμβάνει χώρα ομόλογος ανασυνδυασμός μεταξύ μακριών κλώνων DNA και σε ευκαρυώτες, βακτήρια και ιούς. Όμως, ο μη ομόλογος ανασυνδυασμός καθοδηγείται από σύντομες αλληλουχίες DNA και συμβαίνει κυρίως σε ευκαρυώτες. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ ομόλογου ανασυνδυασμού και μη ομόλογου ανασυνδυασμού.
