Mutacija vs rekombinacija
Obseg sprememb, ki se pojavijo v genomih zaradi mutacije in rekombinacije, je glavna razlika med tema dvema procesoma. Mutacija in rekombinacija sta dva procesa, ki sčasoma spremenita genom. Čeprav oba procesa nista povezana, nenehno oblikujeta genom. Večina teh sprememb se ne prenese na naslednjo generacijo, nekatere spremembe pa bodo močno vplivale na potomce z določitvijo usode vrste. Spremembe, ki se zgodijo na DNA v somatskih celicah, običajno niso dedne, medtem ko se spremembe, ki se pojavijo na DNA v zarodnih celicah, lahko podedujejo. Če je ta sprememba uničujoča, lahko celica, organ, organizem ali celo vrsta znatno škoduje. Če gre za konstruktivno spremembo, potem lahko na koncu koristi za vrsto.
Kaj je mutacija?
Mutacija je opredeljena kot majhne spremembe nukleotidnega zaporedja genoma in spremembe niso popravljene s popravljanjem encimov. Te mutacije so lahko enojne spremembe (točkovne mutacije), vstavljanje ali brisanje v majhnem obsegu. Povzročitelji mutacij so znani kot mutageni. Najpogostejši mutageni so napačna replikacija, kemikalije in sevanje. Kemikalije in sevanje spremenijo strukturo nukleotida in, če spremembe ni mogoče popraviti, bo mutacija trajna.
Obstaja več encimov, ki popravljajo te mutacije DNA, kot so metil gvanin, metil transferaza in DNA polimeraza III. Ti encimi bodo pregledali napake in poškodbe pred začetkom delitve celic (pred replikacijo) in po delitvi celic (post replikacija).
Mutacija v kodirnem območju (tj. Področja DNA, kjer je shranjeno zaporedje prevajanja proteinov) je lahko škodljiva za celico, organ ali organizem (točkovna mutacija v tretji bazi kodona običajno ne povzroča škode - tiha mutacija).
Npr.: - anemija srpastih celic je bolezen, ki jo povzroča točkovna mutacija.
Manj verjetno je, da mutacije nekodirajoče DNA povzročijo škodo, če pa je podedovana, je lahko škodljiva, če mutacija povzroča aktivacijo tihih genov.
Znano je, da mutacije vstavljanja ali brisanja premikajo bralni okvir (mutacije z zamikom okvira), kar vodi do okvarjene sinteze beljakovin, ki povzročajo smrtonosne bolezni pri ljudeh.
Čeprav je večina mutacij škodljivih, je nekaj mutacij koristnih. Na primer, večina Evropejcev je odporna na okužbo s HIV zaradi točkovne mutacije med evolucijo.
Kaj je rekombinacija?
Rekombinacija je postopek obsežnih sprememb nukleotidnega zaporedja genoma, ki jih mehanizmi za obnovo poškodb DNA običajno ne popravijo. Obstajata dve vrsti rekombinacij, crossover in non-crossover rekombinacija. Crossover rekombinacija je rezultat izmenjave fragmentov DNA homolognih kromosomov z oblikovanjem dvojnega prazničnega stika. Ne-križna rekombinacija se zgodi z žarjenjem verige, odvisno od sinteze, pri kateri ne pride do izmenjave genskega materiala med kromosomi. Namesto tega se zaporedje enega kromosoma kopira in vstavi v režo v drugem kromosomu, zaporedje kromosoma predloge pa ostane nedotaknjeno.
Rekombinacija se lahko pojavi znotraj kromosoma, na splošno med dvema sestrskima kromatidama (transpozicija).
Med mejozo v zarodnih celicah je rekombinacija pogosto opažen proces med nehomolognimi kromosomi. V somatskih celicah se zgodi rekombinacija med homolognimi kromosomi.
Rekombinacija je bistvena med proizvodnjo celic B. Obstaja tudi nekaj sistemov za popravilo, ki vključujejo rekombinacijo.
Kakšna je razlika med mutacijo in rekombinacijo?
Tako mutacija kot rekombinacija sta postopka, ki spreminjata nukleotidno zaporedje genoma. Oba procesa povzročata okvare v celicah, organih in organizmih in sta lahko smrtna. Oba procesa sta lahko koristna tako za organizme kot za vrsto. Oba procesa sta med evolucijo bistvena procesa. Obstajajo pa tudi nekatere razlike med obema procesoma. Oglejmo si jih.
• Definicija rekombinacije in mutacije:
• Mutacija je proces, ki v majhnem obsegu spremeni nukleotidno zaporedje genoma in spremembe ne popravijo s popravljanjem encimov.
• Rekombinacija je glavni postopek, ki v velikem obsegu spremeni nukleotidno zaporedje genoma in sprememb običajno ne popravijo mehanizmi za obnovo poškodb DNA.
• Vrste:
• Mutacija - mutacija točke in mutacija premika okvira
• Rekombinacija - crossover rekombinacija in non-crossover rekombinacija
• Vzroki:
• Mutacija - povzročitelji mutacije vključujejo napačno razmnoževanje, kemikalije in sevanje.
• Rekombinacija - rekombinacija je encimsko nadzorovan mehanizem.
• Kraj:
• Do mutacije lahko pride na naključnih mestih genoma.
• Rekombinacija je običajno odvisna od lokacije.
• Popravilo:
• Mutacijo lahko popravijo sistemi za popravilo v celici.
• Rekombinacija je včasih postopek popravila.
• Obdobje:
• Mutacije se lahko zgodijo kadar koli.
• Med delitvijo celic pride do rekombinacije.
• Kopiranje genov:
• Mutacija ne kopira genov.
• Rekombinacija lahko kopira gene v genomu.
Vljudnost slik: točkovne mutacije in ilustracija Thomas Hunt Morgana o prehodu (1916) prek Wikicommons (Public Domain)
