Mutacja a rekombinacja
Skala zmian zachodzących w genomach w wyniku mutacji i rekombinacji jest główną różnicą między tymi dwoma procesami. Mutacja i rekombinacja to dwa procesy, które z czasem zmieniają genom. Chociaż oba procesy nie są ze sobą powiązane, nieustannie kształtują genom. Większość z tych zmian nie jest przekazywana następnemu pokoleniu, ale niektóre zmiany będą miały duży wpływ na potomstwo, determinując losy gatunku. Zmiany zachodzące w DNA w komórkach somatycznych zwykle nie są dziedziczne, natomiast zmiany, które zachodzą w DNA w komórkach linii zarodkowej, mogą być dziedziczone. Ponadto, jeśli ta zmiana jest destrukcyjna, może to spowodować znaczną szkodę dla komórki, narządu, organizmu, a nawet dla gatunku. Jeśli jest to konstruktywna zmiana, może ostatecznie przynieść korzyści gatunkowi.
Co to jest mutacja?
Mutację definiuje się jako niewielkie zmiany w sekwencji nukleotydów genomu, a zmiany te nie są korygowane przez naprawę enzymów. Mutacjami tymi mogą być zmiany pojedynczych zasad (mutacje punktowe), insercja lub delecja na małą skalę. Czynniki powodujące mutacje są znane jako mutageny. Najczęstsze mutageny to błędna replikacja, chemikalia i promieniowanie. Chemikalia i promieniowanie zmieniają strukturę nukleotydu, a jeśli zmiana nie zostanie naprawiona, mutacja będzie trwała.
Istnieje kilka enzymów, które naprawiają te mutacje DNA, takie jak metyloguanina, metylotransferaza i polimeraza DNA III. Enzymy te będą skanować pod kątem błędów i uszkodzeń przed rozpoczęciem podziału komórki (przed replikacją) i po podziale komórki (post-replikacja).
Mutacja w regionie kodującym (tj. Regionach DNA, w których przechowywana jest sekwencja translacji białka) może być szkodliwa dla komórki, narządu lub organizmu (mutacja punktowa w trzeciej zasadzie kodonu zwykle nie powoduje żadnych szkód - cicha mutacja).
Np.: - anemia sierpowata to choroba wywołana mutacją punktową.
Mutacje w niekodującym DNA mają mniejsze prawdopodobieństwo wyrządzenia jakiejkolwiek szkody, chociaż jeśli są dziedziczone, mogą być szkodliwe, jeśli mutacja powoduje aktywację cichych genów.
Wiadomo, że mutacje insercyjne lub delecyjne powodują przesunięcie ramki odczytu (mutacje przesunięcia ramki), co prowadzi do wadliwej syntezy białek, powodując śmiertelne choroby u ludzi.
Chociaż większość mutacji jest szkodliwa, istnieją mutacje korzystne. Na przykład większość Europejczyków jest odporna na zakażenie wirusem HIV, ponieważ podczas ewolucji doszło do mutacji punktowej.
Co to jest rekombinacja?
Rekombinacja jest procesem zmian na dużą skalę w sekwencji nukleotydów genomu, które zwykle nie są naprawiane przez mechanizmy naprawy uszkodzeń DNA. Istnieją dwa rodzaje rekombinacji, crossover i non-crossover. Rekombinacja krzyżowa jest wynikiem wymiany fragmentów DNA homologicznych chromosomów poprzez utworzenie podwójnego złącza wakacyjnego. Rekombinacja niekrzyżowana zachodzi w wyniku hybrydyzacji nici zależnej od syntezy, w której nie dochodzi do wymiany materiału genetycznego między chromosomami. Zamiast tego sekwencja jednego chromosomu jest kopiowana i wstawiana do przerwy w drugim chromosomie, a sekwencja chromosomu matrycowego pozostaje nienaruszona.
Rekombinacja może wystąpić w obrębie chromosomu, na ogół, między dwiema siostrzanymi chromatydami (transpozycja).
Podczas mejozy w komórkach linii zarodkowej rekombinacja jest powszechnie obserwowanym procesem między niehomologicznymi chromosomami. W komórkach somatycznych dochodzi do rekombinacji między homologicznymi chromosomami.
Rekombinacja jest niezbędna podczas produkcji komórek B. Istnieją również systemy naprawcze, które obejmują rekombinację.
Jaka jest różnica między mutacją a rekombinacją?
Zarówno mutacja, jak i rekombinacja to procesy, które zmieniają sekwencję nukleotydów genomu. Oba procesy powodują defekty w komórkach, narządach i organizmach, które mogą być śmiertelne. Oba procesy mogą być korzystne zarówno dla organizmów, jak i dla gatunku. Oba procesy są również istotnymi procesami podczas ewolucji. Istnieją jednak pewne różnice między tymi dwoma procesami. Przyjrzyjmy się im.
• Definicja rekombinacji i mutacji:
• Mutacja to proces, który zmienia sekwencję nukleotydów genomu w niewielkiej skali, a zmiany te nie są korygowane przez naprawę enzymów.
• Rekombinacja jest głównym procesem, który zmienia sekwencję nukleotydów genomu na dużą skalę, a zmiany te zwykle nie są naprawiane przez mechanizmy naprawy uszkodzeń DNA.
• Rodzaje:
• Mutacja - mutacja punktowa i mutacja przesunięcia ramki
• Rekombinacja - rekombinacja krzyżowa i rekombinacja non-crossover
• Przyczyny:
• Mutacja - czynniki mutacji obejmują błędną replikację, chemikalia i promieniowanie.
• Rekombinacja - Rekombinacja jest mechanizmem kontrolowanym przez enzym.
• Lokalizacja:
• Mutacja może wystąpić w losowych miejscach genomu.
• Rekombinacja jest zwykle zależna od lokalizacji.
• Naprawa:
• Mutacja może zostać naprawiona przez systemy naprawcze w komórce.
• Rekombinacja jest czasami procesem naprawy.
• Występowanie:
• Mutacje mogą się zdarzyć w dowolnym momencie.
• Rekombinacja zachodzi podczas podziału komórki.
• Kopiowanie genów:
• Mutacja nie kopiuje genów.
• Rekombinacja może kopiować geny w genomie.
Zdjęcia dzięki uprzejmości: mutacje punktowe i ilustracja skrzyżowania (1916) Thomasa Hunta Morgana przez Wikicommons (domena publiczna)
