Tärkein ero - mutaatio vs. rekombinaatio

DNA toimii useimpien organismien geneettisenä materiaalina, ja se tallentaa tietoa kasvulle, kehitykselle ja lisääntymiselle. Organismin täydellistä DNA -sarjaa kutsutaan genomiksi. Organismien genomit ovat dynaamisia kokonaisuuksia, jotka muuttuvat ajan myötä. Mutaatio ja rekombinaatio ovat kahdenlaisia ​​muutoksia, joita voi esiintyä genomeissa. Mutaatio viittaa muutokseen lyhyen DNA -alueen nukleotidisekvenssissä. Toisaalta rekombinaatio rekonstruoi osan genomista. The tärkein ero mutaation ja rekombinaation välillä on se mutaatio tuo pienimuotoisen uudelleenjärjestelyn genomiin, kun taas rekombinaatio tuo suuren mittakaavan uudelleenjärjestelyn genomiin.

Keskeiset alueet

1. Mikä on mutaatio - Määritelmä, tyypit, rooli 2. Mikä on rekombinaatio - Määritelmä, tyypit, rooli 3. Mitkä ovat samankaltaisuudet mutaation ja rekombinaation välillä - Yleiskatsaus 4. Mikä on ero mutaation ja rekombinaation välillä? - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Kromosomimutaatio, DNA, Frameshift-mutaatio, genomi, homologinen rekombinaatio, pistemutaatio, rekombinaatio, paikkakohtainen rekombinaatio, saattaminen osaksi kansallista lainsäädäntöä

Mikä on mutaatio

Mutaatio viittaa pysyvään, perinnölliseen muutokseen geenin tai kromosomin nukleotidisekvenssissä. Se voi johtua virheistä DNA: n replikaation aikana tai mutageenien, kuten säteilyn ja kemikaalien, vahingollisesta vaikutuksesta. Mutaatio voi olla pistemutaatio, joka korvaa yksittäisen nukleotidin toisella, kehyksensiirtomutaatio, joka lisää tai poistaa yhden tai muutaman nukleotidin, tai kromosomimutaatio, joka muuttaa kromosomisegmenttejä.

Pistemutaatiot

Pistemutaatiot tunnetaan myös substituutioina, koska ne korvaavat nukleotideja. Kunkin tyyppisten mutaatioiden vaikutuksen perusteella voidaan tunnistaa kolme pistemutaatiotyyppiä. Ne ovat missense -mutaatioita, hölynpölymutaatioita ja hiljaisia ​​mutaatioita. Sisään missense -mutaatiotyksittäisen emäsparin muuttaminen geenin nukleotidisekvenssissä voi muuttaa yksittäistä aminohappoa, mikä voi lopulta johtaa eri proteiinin tuottamiseen odotetun proteiinin sijasta. Sisään järjettömiä mutaatioitayksittäisen emäsparin muutos geenin nukleotidisekvenssissä voi toimia signaalina meneillään olevan translaation estämiseksi. Tämä voi johtaa ei-toiminnallisen proteiinin tuotantoon, joka koostuu lyhennetystä aminohapposekvenssistä. Sisään hiljaisia ​​mutaatioitamuutos voi koodata joko samaa aminohappoa geneettisen koodin rappeutumisen vuoksi tai toista aminohappoa, jolla on samanlaiset ominaisuudet. Siksi proteiinin toiminta ei välttämättä muutu nukleotidisekvenssin kautta. Erilaisia ​​pistemutaatioita on esitetty kuvassa 1.

Kuva 3: Pistemutaatiot

Frameshift -mutaatiot

Kolme kehyksensiirtomutaation tyyppiä ovat lisäys, poistaminen ja päällekkäisyys. An lisäys yhden tai muutaman nukleotidin määrä muuttaa geenin emäsparien lukumäärää. Poistaminen on yksittäisen tai muutaman nukleotidin poistaminen geenistä. Sisään päällekkäisyyksiä, yksi tai muutama nukleotidi kopioidaan kerran tai useita kertoja. Niinpä kaikki kehyksensiirtomutaatiot muuttavat geenin avointa lukukehystä ja tuovat muutoksia proteiinin normaaliin aminohapposekvenssiin. Kehyksensiirtomutaation vaikutus on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2: Kehyksen siirtymän mutaatiot

Kromosomimutaatio

Kromosomaalisten segmenttien muutokset ovat translokaatioita, geenien päällekkäisyyksiä, kromosomin sisäisiä deleetioita, inversioita ja heterotsygoottisuuden menettämistä. Translokaatiot ovat ei -homologisten kromosomien geneettisten osien vaihdot. Sisään geenien päällekkäisyys, voi esiintyä useita kopioita tietystä alleelista, mikä lisää geeniannosta. Kromosomien sisäiset poistot ovat kromosomisegmenttien poistoja. Käänteiset muuttaa kromosomisegmentin suuntaa. Heterotsygoottisuus geenin voi kadota, koska alleeli häviää yhdessä kromosomissa deleetion tai geneettisen rekombinaation avulla. Kromosomimutaatiot on esitetty kuvassa 3.

Kuva 1: Kromosomimutaatiot

Mutaatioiden määrä genomissa voidaan minimoida DNA-korjausmekanismeilla. DNA: n korjaus voi tapahtua kahdella tavalla esi- ja jälkireplikatiivisena. Esireplikatiivisessa DNA-korjauksessa nukleotidisekvensseistä etsitään virheitä ja ne korjataan ennen DNA: n replikaatiota. Replikoivan DNA-korjauksen jälkeen vasta syntetisoidusta DNA: sta etsitään virheitä.

Mikä on rekombinaatio

Rekombinaatiolla tarkoitetaan DNA -juosteiden vaihtoa, mikä tuottaa uusia nukleotidijärjestelyjä. Se tapahtuu alueiden välillä, joilla on samanlaiset nukleotidisekvenssit, rikkomalla ja yhdistämällä DNA -segmentit. Rekombinaatio on luonnollinen prosessi, jota säätelevät erilaiset entsyymit ja proteiinit. Geneettinen rekombinaatio on tärkeä geneettisen eheyden ylläpitämiseksi ja geneettisen monimuotoisuuden luomiseksi. Kolme yhdistelmätyyppiä ovat homologinen rekombinaatio, kohdespesifinen rekombinaatio ja transponointi. Sekä paikkaspesifistä rekombinaatiota että transponointia voidaan pitää ei-kromosomaalisena rekombinaationa, jossa ei tapahdu DNA-sekvenssien vaihtoa.

Homologinen yhdistelmä

Homologinen rekombinaatio on vastuussa meioottisesta risteyksestä sekä siirretyn DNA: n integroinnista hiivan ja bakteerien genomeihin. Sen kuvailee Holliday -malli. Se tapahtuu kahden eri DNA -molekyylin identtisten tai lähes identtisten sekvenssien välillä, jotka voivat jakaa homologian rajoitetulla alueella. Homologinen rekombinaatio meioosin aikana on esitetty kuvassa 4.

Kuva 4: Kromosomaalinen risteys

Sivustokohtainen rekombinaatio

Paikkaspesifinen rekombinaatio tapahtuu DNA-molekyylien välillä, joilla on hyvin lyhyet homologiset sekvenssit. Se osallistuu bakteriofagin λ (λ DNA) DNA: n integrointiin infektiosyklin aikana E. coli -genomiin.

Saattaminen osaksi kansallista lainsäädäntöä

Transponointi on rekombinaation käyttämä prosessi DNA -segmenttien siirtämiseksi genomien välillä. Transponoinnin aikana transposoneja tai liikkuvia DNA -elementtejä reunustaa pari lyhyitä suoria toistoja, mikä helpottaa integroitumista toiseen genomiin rekombinaation avulla.

Rekombinaasit ovat luokka entsyymejä, jotka katalysoivat geneettistä rekombinaatiota. Rekombinaasia RecA löytyy E. colista. Bakteereissa rekombinaatio tapahtuu mitoosin ja geneettisen materiaalin siirron kautta niiden organismien välillä. Arkeassa RadA: ta esiintyy rekombinaasientsyyminä, joka on RecA: n ortologi. Hiivassa RAD51 löytyy rekombinaasina ja DMC1 spesifisenä meioottisena rekombinaasina.

Samankaltaisuuksia mutaation ja rekombinaation välillä

Ero mutaation ja rekombinaation välillä

Määritelmä

Mutaatio: Mutaatio viittaa pysyvään, perinnölliseen muutokseen geenin tai kromosomin nukleotidisekvenssissä.

Yhdistelmä: Rekombinaatiolla tarkoitetaan DNA -juosteiden vaihtoa, mikä tuottaa uusia nukleotidijärjestelyjä.

Merkitys

Mutaatio: Mutaatio on muutos genomin nukleotidisekvenssissä.

Yhdistelmä: Rekombinaatio on kromosomin osan uudelleenjärjestely.

Tyypit

Mutaatio: Kolme mutaatiotyyppiä ovat pistemutaatiot, kehyksensiirtomutaatiot ja kromosomimutaatiot.

Yhdistelmä: Kolme yhdistelmätyyppiä ovat homologinen rekombinaatio, kohdespesifinen rekombinaatio ja transponointi.

Esiintyminen

Mutaatio: Mutaatio voi johtua virheistä DNA: n replikaation aikana.

Yhdistelmä: Rekombinaatio tapahtuu sukusolujen valmistuksen aikana.

Ympäristövaikutus

Mutaatio: Ulkoiset mutageenit voivat aiheuttaa mutaatioita.

Yhdistelmä: Useimmat rekombinaatiot tapahtuvat luonnollisesti.

Muutoksen määrä

Mutaatio: Mutaatiot tuovat pieniä muutoksia genomiin.

Yhdistelmä: Rekombinaatio tuo suuria muutoksia genomiin.

Panos evoluutioon

Mutaatio: Mutaatioiden osuus evoluutiossa on pienempi.

Yhdistelmä: Rekombinaatio on evoluution suurin liikkeellepaneva voima.

Rooli

Mutaatio: Mutaatiot tuottavat uusia alleeleja ja tuovat geneettistä vaihtelua tietylle populaatiolle.

Yhdistelmä: Rekombinaatio tuo laajamittaisia ​​uudelleenjärjestelyjä organismien genomiin, mikä johtaa evoluutioon.

Johtopäätös

Mutaatio ja rekombinaatio ovat kaksi mekanismia, jotka muuttavat genomin DNA -sekvenssiä. Mutaatio on muutos nukleotidisekvenssissä, kun taas rekombinaatio muuttaa suurta genomialuetta. Koska rekombinaation vaikutus genomiin on suurempi kuin mutaation vaikutus, rekombinaatiota pidetään evoluution tärkeimpänä liikkeellepanevana voimana. Suurin ero mutaation ja rekombinaation välillä on kunkin mekanismin vaikutus genomin nukleotidisekvenssiin.

Viite:

1. Brown, Terence A. "Mutaatio, korjaus ja yhdistelmä". Genomit. 2. painos., US National Library of Medicine, 1. tammikuuta 1970, saatavana täältä.

Kuva:

1. ”Point mutations-fi” Jonsta247-Oma työ (GFDL) Commons Wikimedian kautta 2. “Frameshift-mutaatiot (13080927393)” Genomics Education Program-Frameshift-mutaatiot (CC BY 2.0) Commons Wikimedian kautta 3. “Chromosomes mutations-fi ”Tekijä GYassineMrabetTalk✉Tämä vektorikuva on luotu Inkscapella. -Oma teos perustuu Chromosomenmutationen.png-tiedostoon (Public Domain) Commons Wikimedia 4: n kautta. ”Crossover 2” MichelHamels ranskalaisesta Wikipediasta-Bloody-libu siirsi fr.wikipediasta Commonsiin CommonsHelperin (Public Domain) kautta Commons Wikimedian kautta