Мутация срещу рекомбинация
Мащабът на промяната, който настъпва в геномите поради мутация и рекомбинация, е основната разлика между тези два процеса. Мутация и рекомбинация са двата процеса, които променят генома с течение на времето. Въпреки че и двата процеса не са свързани, те оформят генома постоянно. Повечето от тези промени не се предават на следващото поколение, но някои промени ще окажат силно въздействие върху потомството чрез определяне на съдбата на вида. Промените, които се случват с ДНК в соматични клетки, обикновено не са наследствени, докато промените, които се случват на ДНК в зародишните линии, могат да бъдат наследявани. Освен това, ако тази промяна е разрушителна, тогава може да има значителна вреда за клетката, органа, организма или дори за вида. Ако това е конструктивна промяна, то в крайна сметка може да е от полза за вида.
Какво е мутация?
Мутацията се определя като малки промени в нуклеотидната последователност на генома и промените не се коригират чрез възстановяване на ензимите. Тези мутации могат да бъдат единични базови промени (точкови мутации), вмъкване или изтриване в малък мащаб. Мутагенните агенти са известни като мутагени. Най-често срещаните мутагени са погрешна репликация, химикали и радиация. Химикалите и радиацията променят структурата на нуклеотида и ако промяната не бъде възстановена, тогава мутацията ще бъде постоянна.
Има няколко ензима, които възстановяват тези мутации на ДНК, като метил гуанин, метил трансфераза и ДНК полимераза III. Тези ензими ще сканират за грешки и щети преди началото на клетъчното делене (пред-репликативно) и след клетъчното делене (пост-репликативно).
Мутацията в кодиращия регион (т.е. регионите на ДНК, където се съхранява последователността за транслация на протеини) може да бъде вредна за клетката, органа или организма (точкова мутация в третата основа на кодон обикновено не причинява вреда - тиха мутация).
Например: - сърповидно-клетъчната анемия е заболяване, причинено от точкова мутация.
Мутациите в некодиращата ДНК са по-малко склонни да причинят вреда, въпреки че, ако тя се наследи, тя може да бъде вредна, ако мутацията причинява активирането на тихи гени.
Известно е, че мутациите за вмъкване или изтриване изместват рамката на четене (мутации с изместване на рамката), което води до дефектен синтез на протеин, причиняващ смъртоносни заболявания при хората.
Въпреки че повечето мутации са вредни, има някои мутации, които са полезни. Например, повечето европейци са устойчиви на ХИВ инфекция поради точкова мутация, настъпила по време на еволюцията.
Какво е рекомбинация?
Рекомбинацията е процес на мащабни промени в нуклеотидната последователност на генома и които обикновено не се възстановяват чрез механизми за възстановяване на увреждане на ДНК. Има два вида рекомбинации, кросоувър и не кросоувър рекомбинация. Кръстосаната рекомбинация е резултат от обмен на ДНК фрагменти от хомоложни хромозоми чрез образуване на двойна ваканционна връзка. Не-кръстосана рекомбинация се осъществява чрез отгряване на зависима от синтеза нишка, при която не се получава обмен на генетичен материал между хромозомите. Вместо това последователността на една хромозома се копира и се вмъква в процепа на другата хромозома и последователността на матричната хромозома остава непокътната.
Рекомбинацията може да настъпи в хромозомата, обикновено между двете сестрински хроматиди (транспозиция).
По време на мейозата в зародишните линии рекомбинацията е често наблюдаван процес между нехомологични хромозоми. В соматичните клетки се случва рекомбинация между хомоложни хромозоми.
Рекомбинацията е от съществено значение по време на производството на В клетки. Също така има някои системи за ремонт, които включват рекомбинация.
Каква е разликата между мутация и рекомбинация?
И мутацията, и рекомбинацията са процеси, които променят нуклеотидната последователност на генома. И двата процеса причиняват дефекти в клетките, органите и организмите и които могат да бъдат летални. И двата процеса могат да бъдат полезни както за организмите, така и за видовете. Също така и двата процеса са съществени процеси по време на еволюцията. Съществуват обаче и някои разлики между двата процеса. Нека ги разгледаме.
• Определение на рекомбинация и мутация:
• Мутацията е процес, който променя нуклеотидната последователност на генома в малък мащаб и промените не се коригират чрез възстановяване на ензимите.
• Рекомбинацията е основният процес, който в голяма степен променя нуклеотидната последователност на генома и промените обикновено не се възстановяват чрез механизми за възстановяване на увреждания на ДНК.
• Видове:
• Мутация - точкова мутация и мутация на кадър
• Рекомбинация - кръстосана рекомбинация и не-кросоувър рекомбинация
• Причини:
• Мутация - Агентите на мутация включват погрешна репликация, химикали и радиация.
• Рекомбинация - рекомбинацията е ензимно контролиран механизъм.
• Местоположение:
• Мутация може да възникне на произволни места от генома.
• Рекомбинацията обикновено зависи от местоположението.
• Ремонт:
• Мутацията може да бъде възстановена от ремонтните системи в клетката.
• Рекомбинацията понякога е процес на ремонт.
• Случайност:
• Мутациите могат да се случат по всяко време.
• По време на клетъчното делене настъпва рекомбинация.
• Копиране на гени:
• Мутацията не копира гени.
• Рекомбинацията може да копира гени в генома.
С любезното съдействие: Точкови мутации и илюстрацията на Томас Хънт Морган за преминаване (1916) чрез Wikicommons (Public Domain)
