Tärkein ero - rekombinaatio vs ylittäminen

Rekombinaatio ja risteytyminen ovat kaksi korreloivaa prosessia, jotka johtavat geneettisiin vaihteluihin jälkeläisten välillä. Molemmat tapahtumat tapahtuvat meioosin 1 profaasin 1 aikana eukaryooteissa. Homologisten kromosomien yhdistäminen profaasin 1 aikana antaa risteytymisen tapahtua ja risteytyminen ei-sisarkromatidien välillä puolestaan ​​sallii rekombinaation tapahtuvan. Ylitys tapahtuu chiasma-nimisissä kohdissa, jotka syntyvät ei-sisarkromatidien välille. Chiasma mahdollistaa DNA-segmenttien vaihdon muiden kuin sisarkromatidien välillä. Tämä DNA -segmenttien vaihto tuottaa uusia alleelien yhdistelmiä jälkeläisten keskuudessa, mikä tunnistetaan geneettiseksi rekombinaatioksi. The tärkein ero rekombinaation ja ylittämisen välillä on se rekombinaatio on erilaisten alleelien yhdistelmien tuottaminen jälkeläisissä, kun taas risteytyminen on geneettisen materiaalin vaihto muiden kuin sisarkromatidien välillä, tapahtuma, joka tuottaa rekombinaatiota.

Tämä artikkeli sisältää,

1. Mikä on rekombinaatio - Määritelmä, prosessi, toiminto 2. Mikä on Crossing Over - Määritelmä, prosessi, toiminto 3. Mikä on ero rekombinaation ja Crossing Overin välillä

Mikä on rekombinaatio

Jälkeläisten tuottaminen erilaisilla ominaisuuksien yhdistelmillä verrattuna heidän vanhempiinsa tunnetaan rekombinaationa genetiikassa. Geneettinen rekombinaatio on usein luonnollinen prosessi. Eukaryoottinen geneettinen rekombinaatio tapahtuu meioosin 1 vaiheen 1 aikana. Meioosi on sukusolujen tuottamisprosessi seksuaalista lisääntymistä varten. Sukupuolien geenivaihtelut johtavat geneettisesti vaihtelevien jälkeläisten syntymiseen.

Eukaryoottinen geneettinen rekombinaatio tapahtuu homologisten kromosomiparien kautta, jota seuraa geneettisten tietojen vaihto muiden kuin sisarkromatidien välillä. Homologinen kromosomiparitus tunnetaan synapsiksena. Geneettisten tietojen vaihto voi tapahtua joko fyysisellä tai ei-fyysisellä siirrolla. Geneettisen tiedon fyysinen siirto tapahtuu vaihtamalla kromosomisegmenttejä ei-sisarkromatidien välillä. Toisaalta yhden kromosomin geneettisen materiaalin osia voidaan kopioida toiseen kromosomiin vaihtamatta kromosomien osia fyysisesti. Tämä geneettisen tiedon kopiointi tapahtuu synteesistä riippuva juosteen hehkutus (SDSA), joka mahdollistaa tietojen vaihdon, mutta ei DNA -kappaleiden fyysistä vaihtoa. The kaksinkertainen Holliday -risteys (DHJ) polku on toinen malli geneettisen tiedon kopioimisesta, mikä johtaa geneettisen tiedon ei-fyysiseen siirtoon. Sekä SDSA- että DHJ-reitit aloitetaan aukolla tai kaksijuosteisella katkoksella, jota seuraa säikeiden hyökkäys geneettisen tiedon kopioinnin aloittamiseksi. Siten sekä SDSA- että DHJ -reittejä pidetään korjausmekanismeina. Tietojen kopiointi voi olla joko vierekkäisten alueiden ei-crossover (NCO) tai crossover (CO). NCO-tyypin aikana rikkoutuneen säikeen korjaus tapahtuu, vain yksi kromosomi, joka pitää kaksijuosteisen tauon, siirretään uuden tiedon mukana. CO -tyypin aikana molemmat kromosomit siirretään uuden geneettisen informaation kanssa. SDSA- ja DHJ -mallit on kuvattu kuvassa 1.

Kuva 1: Homologinen rekombinaatio

Mitoosin aikana geneettisen materiaalin vaihto voi tapahtua sisarkromatidien välillä sen jälkeen, kun DNA: n replikaatio on saatu päätökseen välivaiheessa. Mutta uusia alleeliyhdistelmiä ei tuoteta, koska vaihto tapahtuu identtisten DNA -molekyylien välillä, jotka syntyvät replikaation 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.

Mikä on Crossing Over

DNA-segmenttien vaihto muiden kuin sisarkromatidien välillä synapsiksen aikana tunnetaan crossing over -vaihtoehtona. Risteys tapahtuu meioosin 1 profaasin 1 aikana. Se helpottaa geneettistä rekombinaatiota vaihtamalla geneettistä tietoa ja tuottamalla uusia alleelien yhdistelmiä.

Homologisen kromosomiparin synapsis saavutetaan muodostamalla kaksi synaptonemalista kompleksia kunkin kromosomin kahden p- ja q -haaran väliin. Tämä kahden homologisen kromosomin tiukka pitäminen mahdollistaa geneettisten tietojen vaihdon kahden ei-sisarkromatidin välillä. Ei-sisarkromatidit sisältävät vastaavia DNA-alueita, jotka voidaan vaihtaa chiasmata-alueiden kautta. Chiasma on X: n kaltainen alue, jossa kaksi ei-sisarkromatidia on liitetty yhteen risteyksen aikana. Kiasman muodostuminen vakauttaa bivalentit tai kromosomit, kunnes ne erottuvat metafaasista 1.

Ylitys aloitetaan hajottamalla samankaltaiset DNA -alueet, jotka esiintyvät homologisessa kromosomiparissa. Kaksisäikeiset katkokset voidaan lisätä DNA-molekyyliin joko Spo11-proteiinilla tai DNA: ta vahingoittavilla aineilla. Sitten DNA -reunojen 5’päät pilkotaan eksonukleaaseilla. Tämä pilkkominen tuo 3 'ylityksiä DNA -juosteiden DNA -reunoihin. Yksijuosteiset 3’-ylitykset on päällystetty rekombinaaseilla, Dmc 1 ja Rad51, mikä tuottaa nukleoproteiinifilamentteja. Tämän 3’ylityksen hyökkäys ei-sisarkromatidiin katalysoidaan rekombinaaseilla. Tämä tunkeutui 3 ': n ylitykseen, joka käynnistää DNA-synteesin käyttämällä ei-sisar-kromatidin DNA-juosetta templaattina. Tuloksena oleva rakenne tunnetaan säikeiden välisenä vaihtona tai Holliday-risteyksenä. Tätä Holliday -risteystä vetävät chiasmaa pitkin rekombinaasit.

Kuva 2: Holliday -risteys

Ero rekombinaation ja ylittämisen välillä

Määritelmä

Yhdistelmä: Jälkeläisten tuottamista, jotka sisältävät erilaisia ​​piirteiden yhdistelmiä vanhempiinsa verrattuna, kutsutaan rekombinaatioksi.

Ylitys: DNA-segmenttien vaihto muiden kuin sisarkromatidien välillä synapsiksen aikana tunnetaan crossing over -tapahtumana.

Kirjeenvaihto

Yhdistelmä: Ylittäminen johtaa geneettiseen rekombinaatioon.

Ylitys: Synapsis johtaa ylitykseen.

Toiminto

Yhdistelmä: Rekombinaatio tuottaa geneettistä vaihtelua jälkeläisten kesken. Se toimii myös korjausmekanismina kaksijuosteisille katkoksille meioosin aikana.

Ylitys: Siirtyminen vaikuttaa kromosomien väliseen geneettiseen rekombinaatioon.

Johtopäätös

Rekombinaatio ja ylittäminen ovat kaksi läheisesti liittyvää tapahtumaa synapsiksen aikana. Synapsiksen aikana synaptonemaliset kompleksit pitävät tiukasti kiinni homologisia kromosomeja. Tämä tiukka pito mahdollistaa kromosomien risteytymisen tapahtua muiden kuin sisarkromatidien välillä. Kohta, jossa ylitys tapahtuu, tunnetaan chiasmana. Neljän säikeen rakenne, jossa geneettisen materiaalin fyysinen vaihto tapahtuu, tunnetaan Holliday -risteyksenä. Geneettisen materiaalin vaihto voi tapahtua ei-fyysisesti kopioimalla DNA-segmentit toiseen kromosomiin. Geneettisen materiaalin vaihto johtaa alleelien vaihteluihin jälkeläisten kesken. Eri alleelien yhdistelmän muodostuminen jälkeläisten keskuudessa tunnetaan rekombinaationa. Rekombinaatio toimii myös korjausmekanismina kaksisäikeisten katkojen korjaamiseksi. Tämä on tärkein ero rekombinaation ja ylittämisen välillä.

Viite: 1. "Geneettinen yhdistelmä." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14. maaliskuuta 2017. Web. 16. maaliskuuta 2017 2. "Kromosomien risteys." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 13. maaliskuuta 2017. Web. 16. maaliskuuta 2017.

Kuva: 1. "Homologinen rekombinaatio", Harris Bernstein, Carol Bernstein ja Richard E. Michod - Luku 19 DNA -korjauksessa. Toimittaja Inna Kruman. InTech Open Publisher. DOI: 10.5772/25117 (CC BY 3.0) Commons Wikimedia2: n kautta. “Mao-4armjunction-schematic”, kirjoittanut Chengde Mao-Mao, Chengde (joulukuu 2004). ”Monimutkaisuuden syntyminen: oppitunteja DNA: sta”. PLoS Biology 2 (12): 2036-2038. DOI: 10.1371/journal.pbio.0020431. ISSN 1544-9173. (CC BY 2.5) Commons Wikimedian kautta