Mutācija pret rekombināciju
Izmaiņu skala, kas notiek genomos mutācijas un rekombinācijas dēļ, ir galvenā atšķirība starp šiem diviem procesiem. Mutācija un rekombinācija ir divi procesi, kas laika gaitā maina genomu. Lai gan abi procesi nav saistīti, tie pastāvīgi veido genomu. Lielākā daļa šo izmaiņu netiek nodotas nākamajai paaudzei, taču dažām izmaiņām būs liela ietekme uz pēcnācējiem, nosakot sugas likteni. Izmaiņas, kas notiek ar DNS somatiskajās šūnās, parasti nav pārmantojamas, turpretī izmaiņas, kas notiek DNS dzimumšūnu šūnās, var būt iedzimtas. Turklāt, ja šīs izmaiņas ir postošas, tad šūnai, orgānam, organismam vai pat sugai var būt būtisks kaitējums. Ja tās ir konstruktīvas izmaiņas, tad tās galu galā var būt labvēlīgas sugai.
Kas ir mutācija?
Mutācija ir definēta kā neliela mēroga izmaiņas genoma nukleotīdu secībā, un izmaiņas netiek koriģētas, labojot fermentus. Šīs mutācijas var būt vienas bāzes izmaiņas (punktu mutācijas), maza mēroga ievietošana vai dzēšana. Mutācijas izraisītāji ir pazīstami kā mutagēni. Visbiežāk sastopamie mutagēni ir kļūdaina replikācija, ķīmiskas vielas un radiācija. Ķīmiskās vielas un radiācija maina nukleotīda struktūru, un, ja izmaiņas netiks izlabotas, tad mutācija būs pastāvīga.
Ir vairāki fermenti, kas atjauno šīs DNS mutācijas, piemēram, metilguanīns, metiltransferāze un DNS polimerāze III. Šie fermenti meklēs kļūdas un bojājumus pirms šūnu dalīšanās sākuma (pirms replikācijas) un pēc šūnu dalīšanās (pēc replikācijas).
Mutācija kodējošajā reģionā (ti, DNS reģioni, kur tiek glabāta olbaltumvielu translācijas secība) var būt kaitīga šūnai, orgānam vai organismam (punktu mutācija kodona trešajā bāzē parasti nerada nekādu kaitējumu - klusa mutācija)..
Piemēram: - sirpjveida šūnu anēmija ir slimība, ko izraisa punktu mutācija.
Nekodētās DNS mutācijas, visticamāk, neradīs kaitējumu, lai gan, ja tā ir iedzimta, tā var būt kaitīga, ja mutācija izraisa kluso gēnu aktivāciju.
Ir zināms, ka ievietošanas vai dzēšanas mutācijas novirza lasīšanas rāmi (rāmja nobīdes mutācijas), izraisot olbaltumvielu sintēzi, kas cilvēkiem izraisa nāvējošas slimības.
Lai gan lielākā daļa mutāciju ir kaitīgas, tomēr ir dažas labvēlīgas mutācijas. Piemēram, lielākā daļa eiropiešu ir rezistenti pret HIV infekciju, jo evolūcijas laikā notika punktu mutācija.
Kas ir rekombinācija?
Rekombinācija ir plaša mēroga izmaiņu process genoma nukleotīdu secībā, un tās parasti neizlabo DNS bojājumu labošanas mehānismi. Ir divu veidu rekombinācijas: krustojošā un ne-krustojuma rekombinācija. Krosovera rekombinācija ir homologu hromosomu DNS fragmentu apmaiņas rezultāts, veidojot dubultu brīvdienu savienojumu. Rekombinācija bez krustojuma notiek ar sintēzi atkarīgas virknes atlaidināšanu, kur nenotiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp hromosomām. Tā vietā vienas hromosomas secība tiek kopēta un ievietota otras hromosomas spraugā, un matricas hromosomas secība paliek neskarta.
Rekombinācija var notikt hromosomā, parasti, starp abām māsas hromatīdām (transponēšana).
Mejozes laikā dzimumšūnu šūnās rekombinācija ir bieži novērots process starp nehomoloģiskām hromosomām. Somatiskajās šūnās rekombinācija notiek starp homologām hromosomām.
Rekombinācija ir būtiska B šūnu ražošanas laikā. Turklāt ir dažas remonta sistēmas, kas saistītas ar rekombināciju.
Kāda ir atšķirība starp mutāciju un rekombināciju?
Gan mutācija, gan rekombinācija ir procesi, kas maina genoma nukleotīdu secību. Abi procesi izraisa šūnu, orgānu un organismu defektus, kas var būt letāli. Abi procesi var būt noderīgi organismiem, kā arī sugām. Arī abi procesi ir būtiski procesi evolūcijas laikā. Tomēr starp abiem procesiem ir arī dažas atšķirības. Apskatīsim tos.
• Rekombinācijas un mutācijas definīcija:
• Mutācija ir process, kas nelielā apjomā maina genoma nukleotīdu secību, un izmaiņas neizlabo, labojot fermentus.
• Rekombinācija ir galvenais process, kas lielā mērā maina genoma nukleotīdu secību, un izmaiņas parasti nenovērš DNS bojājumu labošanas mehānismi.
• veidi:
• Mutācija - punktu mutācija un kadru nobīdes mutācija
• Rekombinācija - krosover rekombinācija un bez krustojuma rekombinācija
• cēloņi:
• Mutācija - mutācijas ierosinātāji ietver kļūdainu replikāciju, ķīmiskās vielas un radiāciju.
• Rekombinācija - rekombinācija ir fermentu kontrolēts mehānisms.
• Atrašanās vieta:
• Mutācija var notikt nejaušās genoma vietās.
• Rekombinācija parasti ir atkarīga no atrašanās vietas.
• Remonts:
• Mutāciju var labot kamerā esošās remonta sistēmas.
• Rekombinācija dažreiz ir remonta process.
• Notikums:
• Mutācijas var notikt jebkurā laikā.
• Rekombinācija notiek šūnu dalīšanās laikā.
• gēnu kopēšana:
• Mutācija nekopē gēnus.
• Rekombinācija var kopēt gēnus genomā.
Attēlu pieklājība: punktu mutācijas un Tomasa Hanta Morgana ilustrācija par šķērsošanu (1916), izmantojot Wikicommons (Public Domain)
