Ključna razlika između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju je u tome što se u homolognoj rekombinaciji genetski materijal razmjenjuje između dva identična molekula dvolančanih ili jednolančanih nukleinskih kiselina kao što su DNK ili RNA, dok se u mjestu- specifična rekombinacija, razmjena lanaca DNK odvija se između segmenata DNK koji posjeduju barem određeni stepen homologije sekvence, ali ne i ekstenzivnu homologiju.
Rekombinacija je proces kojim se dijelovi DNK lome i rekombinuju kako bi se proizvele nove kombinacije alela. Ovaj proces stvara genetsku raznolikost među različitim organizmima. To se još naziva i genetsko preslagivanje. Definira se kao proces u kojem dolazi do razmjene genetskog materijala između različitih organizama kako bi se proizvelo potomstvo s novim kombinacijama alela koji se razlikuju od onih pronađenih kod oba roditelja. Homologna rekombinacija i rekombinacija specifična za mjesto su dvije vrste mehanizama rekombinacije.
Šta je homologna rekombinacija?
Homologna rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije u kojoj se genetski materijal razmjenjuje između dva slična (identična) molekula dvolančanih ili jednolančanih nukleinskih kiselina (DNK ili RNA). Ćelije ga naširoko koriste za popravku štetnih prekida koji se javljaju u oba lanca DNK, poznatih kao dvolančani prekidi (DSB). Ovaj proces se naziva homologna rekombinacija (HRR). Takođe, homologna rekombinacija kod eukariota proizvodi nove kombinacije sekvenci DNK tokom mejoze. Mejoza je proces kojim eukarioti stvaraju gamete kao što su spermatozoidi i jajne ćelije.
Slika 01: Homologna rekombinacija
Homologni rekombinacioni mehanizam
Tokom mejoze, upareni hromozomi muškog i ženskog roditelja se poravnavaju tako da slične sekvence DNK iz uparenih hromozoma imaju priliku da prelaze jedan preko drugog. Ovo ukrštanje rezultira miješanjem genetskog materijala. Homologna rekombinacija se odvija uz pomoć proteina kao što su PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2, itd. Ove nove kombinacije DNK ili alela proizvode genetske varijacije u potomstvu. Omogućava populaciji da se prilagodi tokom evolucije.
Homolognu rekombinaciju koriste i bakterije i virusi. To se zove "horizontalni prijenos gena", proces koji razmjenjuje genetski materijal između različitih sojeva i vrsta bakterija i virusa.
Šta je rekombinacija specifična za lokaciju?
Site-specific rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije u kojoj se odvija razmjena lanaca DNK između segmenata DNK koji posjeduju barem određeni stepen homologije sekvence, ali ne i ekstenzivnu homologiju. Javlja se u replikaciji bakterijskog genoma, patogenezi diferencijacije i kretanju mobilnog genetskog elementa.
Mehanizam rekombinacije specifičan za lokaciju
Enzimi koji su poznati kao rekombinaze specifične za lokaciju (SSR) su uključeni u ovaj proces. Oni prepoznaju i vezuju se za kratke i specifične sekvence DNK. Zatim cijepaju DNK kičmu i zamjenjuju dvije uključene DNK spirale. Na kraju, ovi enzimi se ponovo pridružuju lancima DNK.
Slika 02: Rekombinacija specifične za lokaciju
U većini slučajeva, prisustvo enzima rekombinaze i rekombinacionih mesta su dovoljni za ovaj proces. Ali u nekim slučajevima, potreban je određeni broj pomoćnih proteina ili pomoćnih mjesta. Sistemi rekombinacije specifični za lokaciju su vrlo specifični, brzi i efikasni. Stoga su oni potencijalni alati za genetski inženjering.
Koje su sličnosti između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju?
- Oni su vrste rekombinacionih mehanizama.
- Pojačavaju genetske varijacije među različitim organizmima.
- Oba procesa se dešavaju između DNK.
- Koriste specifične proteine za mehanizam rekombinacije.
- Oba se dešavaju kod prokariota kao i kod eukariota.
Koja je razlika između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju?
Homologna rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije u kojoj se genetski materijal razmjenjuje između dva identična molekula dvolančanih ili jednolančanih nukleinskih kiselina kao što su DNK ili RNK. S druge strane, Site-specifična rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije u kojoj se odvija razmjena lanaca DNK između segmenata DNK koji posjeduju barem određeni stepen homologije sekvence, ali ne i ekstenzivnu homologiju. Dakle, ovo je ključna razlika između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za mjesto. Štaviše, homologna rekombinacija se dešava između dugih lanaca DNK. Nasuprot tome, rekombinacija specifična za mjesto događa se između kratkih sekvenci DNK. Dakle, ovo je još jedna značajna razlika između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju.
U nastavku je lista razlika između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju u obliku tabele.
Sažetak poređenja – Homologna naspram Site-specific Recombination
Genetička rekombinacija uključuje razmjenu genetskog materijala bilo između više hromozoma ili između različitih regiona istog hromozoma. Homologna rekombinacija i rekombinacija specifična za mjesto su dvije vrste mehanizama rekombinacije. Do homologne rekombinacije dolazi između DNK sa ekstenzivnom homologijom sekvenci. Rekombinacija specifična za mjesto događa se između DNK bez opsežne homologije. Dakle, ovo rezimira razliku između homologne rekombinacije i rekombinacije specifične za lokaciju.
