Η βασική διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής θέσης είναι ότι στον ομόλογο ανασυνδυασμό, το γενετικό υλικό ανταλλάσσεται μεταξύ δύο πανομοιότυπων μορίων δίκλωνων ή μονόκλωνων νουκλεϊκών οξέων όπως το DNA ή το RNA, ενώ στη θέση- ειδικός ανασυνδυασμός, η ανταλλαγή κλώνων DNA λαμβάνει χώρα μεταξύ τμημάτων DNA που διαθέτουν τουλάχιστον έναν ορισμένο βαθμό ομολογίας αλληλουχίας αλλά όχι εκτεταμένη ομολογία.
Ανασυνδυασμός είναι η διαδικασία με την οποία κομμάτια DNA σπάνε και ανασυνδυάζονται για να παράγουν νέους συνδυασμούς αλληλόμορφων. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί γενετική ποικιλότητα μεταξύ διαφορετικών οργανισμών. Ονομάζεται επίσης γενετική αναδιάταξη. Ορίζεται ως η διαδικασία κατά την οποία λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ διαφορετικών οργανισμών για την παραγωγή απογόνων με νέους συνδυασμούς αλληλόμορφων που διαφέρουν από αυτούς που βρίσκονται σε κάθε γονέα. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός και ο ειδικός ανασυνδυασμός θέσης είναι δύο τύποι μηχανισμών ανασυνδυασμού.
Τι είναι ο Ομόλογος Ανασυνδυασμός;
Ομόλογος ανασυνδυασμός είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού κατά τον οποίο το γενετικό υλικό ανταλλάσσεται μεταξύ δύο όμοιων (πανομοιότυπων) μορίων δίκλωνων ή μονόκλωνων νουκλεϊκών οξέων (DNA ή RNA). Χρησιμοποιείται ευρέως από τα κύτταρα για την επιδιόρθωση των επιβλαβών θραυσμάτων που συμβαίνουν και στους δύο κλώνους του DNA, γνωστές ως θραύσματα διπλού κλώνου (DSB). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ομόλογη ανασυνδυαστική επισκευή (HRR). Επίσης, ο ομόλογος ανασυνδυασμός σε ευκαρυώτες παράγει νέους συνδυασμούς αλληλουχιών DNA κατά τη διάρκεια της μείωσης. Η μείωση είναι η διαδικασία με την οποία οι ευκαρυώτες παράγουν γαμέτες όπως σπέρματα και ωάρια.
Εικόνα 01: Ομόλογος ανασυνδυασμός
Μηχανισμός ομόλογου ανασυνδυασμού
Κατά τη διάρκεια της μείωσης, τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα από τον αρσενικό και τον θηλυκό γονέα ευθυγραμμίζονται έτσι ώστε παρόμοιες αλληλουχίες DNA από ζευγαρωμένα χρωμοσώματα να έχουν την ευκαιρία να διασταυρωθούν το ένα πάνω στο άλλο. Αυτή η διασταύρωση οδηγεί σε ανακάτεμα γενετικών υλικών. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα με τη βοήθεια πρωτεϊνών όπως PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 κ.λπ. Αυτοί οι νέοι συνδυασμοί DNA ή αλληλόμορφων παράγουν γενετική παραλλαγή στους απογόνους. Επιτρέπει στον πληθυσμό να προσαρμοστεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης.
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός χρησιμοποιείται επίσης από βακτήρια και ιούς. Αυτό ονομάζεται «οριζόντια μεταφορά γονιδίων», μια διαδικασία που ανταλλάσσει γενετικό υλικό μεταξύ διαφορετικών στελεχών και ειδών βακτηρίων και ιών.
Τι είναι ο Ανασυνδυασμός Ειδικής τοποθεσίας;
Ο ανασυνδυασμός ειδικής θέσης είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού στον οποίο λαμβάνει χώρα ανταλλαγή κλώνων DNA μεταξύ τμημάτων DNA που διαθέτουν τουλάχιστον έναν ορισμένο βαθμό ομολογίας αλληλουχίας αλλά όχι εκτεταμένη ομολογία. Εμφανίζεται στην αντιγραφή του βακτηριακού γονιδιώματος, στην παθογένεση διαφοροποίησης και στην κίνηση του κινητού γενετικού στοιχείου.
Μηχανισμός ανασυνδυασμού ειδικής τοποθεσίας
Ένζυμα που είναι γνωστά ως τοποειδικές ανασυνδυασές (SSRs) εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Αναγνωρίζουν και συνδέονται με σύντομες και συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA. Στη συνέχεια διασπούν τη ραχοκοκαλιά του DNA και ανταλλάσσουν τις δύο εμπλεκόμενες έλικες DNA. Τελικά, αυτά τα ένζυμα επανασυνδέονται με τους κλώνους του DNA.
Εικόνα 02: Ειδικός ανασυνδυασμός τοποθεσίας
Στις περισσότερες περιπτώσεις, η παρουσία ενός ενζύμου recombinase και οι θέσεις ανασυνδυασμού επαρκούν για αυτή τη διαδικασία. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, απαιτείται ένας αριθμός βοηθητικών πρωτεϊνών ή βοηθητικών θέσεων. Τα συστήματα ανασυνδυασμού ειδικά για την τοποθεσία είναι εξαιρετικά συγκεκριμένα, γρήγορα και αποτελεσματικά. Επομένως, αποτελούν πιθανά εργαλεία για τη γενετική μηχανική.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής τοποθεσίας;
- Είναι τύποι μηχανισμών ανασυνδυασμού.
- Ενισχύουν τη γενετική διαφοροποίηση μεταξύ διαφορετικών οργανισμών.
- Και οι δύο διεργασίες συμβαίνουν μεταξύ του DNA.
- Χρησιμοποιούν συγκεκριμένες πρωτεΐνες για μηχανισμό ανασυνδυασμού.
- Και τα δύο λαμβάνουν χώρα σε προκαρυώτες καθώς και σε ευκαρυώτες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής τοποθεσίας;
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού στον οποίο το γενετικό υλικό ανταλλάσσεται μεταξύ δύο πανομοιότυπων μορίων δίκλωνων ή μονόκλωνων νουκλεϊκών οξέων όπως το DNA ή το RNA. Από την άλλη πλευρά, ο ειδικός ανασυνδυασμός θέσης είναι ένας τύπος γενετικού ανασυνδυασμού στον οποίο λαμβάνει χώρα ανταλλαγή κλώνων DNA μεταξύ τμημάτων DNA που διαθέτουν τουλάχιστον έναν ορισμένο βαθμό ομολογίας αλληλουχίας αλλά όχι εκτεταμένη ομολογία. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής θέσης. Επιπλέον, λαμβάνει χώρα ομόλογος ανασυνδυασμός μεταξύ μακριών κλώνων DNA. Αντίθετα, λαμβάνει χώρα ανασυνδυασμός ειδικής θέσης μεταξύ σύντομων αλληλουχιών DNA. Επομένως, αυτή είναι μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής θέσης.
Ακολουθεί μια λίστα διαφορών μεταξύ του ομόλογου ανασυνδυασμού και του ανασυνδυασμού ειδικής τοποθεσίας σε μορφή πίνακα.
Σύγκριση Περίληψη – Ομόλογος έναντι Ανασυνδυασμού Ειδικής τοποθεσίας
Ο γενετικός ανασυνδυασμός περιλαμβάνει την ανταλλαγή γενετικού υλικού είτε μεταξύ πολλαπλών χρωμοσωμάτων είτε μεταξύ διαφορετικών περιοχών του ίδιου χρωμοσώματος. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός και ο ειδικός σε θέση ανασυνδυασμό είναι δύο τύποι μηχανισμών ανασυνδυασμού. Ο ομόλογος ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μεταξύ του DNA με εκτεταμένη ομολογία αλληλουχίας. Ανασυνδυασμός ειδικής θέσης συμβαίνει μεταξύ DNA χωρίς εκτεταμένη ομολογία. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ ομόλογου ανασυνδυασμού και ανασυνδυασμού ειδικής θέσης.
