Ключовата разлика между хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация е, че при хомоложната рекомбинация генетичният материал се обменя между две идентични молекули на двойно- или едноверижни нуклеинови киселини като ДНК или РНК, докато при сайт- специфична рекомбинация, обменът на вериги на ДНК се извършва между сегменти на ДНК, които притежават поне определена степен на хомоложност на последователността, но не и широка хомоложност.
Рекомбинацията е процесът, при който части от ДНК се разбиват и рекомбинират, за да се получат нови комбинации от алели. Този процес създава генетично разнообразие между различните организми. Нарича се още генетично пренареждане. Дефинира се като процес, при който се извършва обмен на генетичен материал между различни организми, за да се създаде потомство с нови комбинации от алели, които се различават от тези, открити при всеки родител. Хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация са два вида механизми на рекомбинация.
Какво е хомоложна рекомбинация?
Хомологичната рекомбинация е вид генетична рекомбинация, при която генетичен материал се обменя между две подобни (идентични) молекули на двойно- или едноверижни нуклеинови киселини (ДНК или РНК). Той се използва широко от клетките за възстановяване на вредни прекъсвания, които се случват и в двете вериги на ДНК, известни като двойноверижни прекъсвания (DSB). Този процес се нарича хомоложна рекомбинационна репарация (HRR). Също така, хомоложната рекомбинация в еукариотите произвежда нови комбинации от ДНК последователности по време на мейозата. Мейозата е процесът, чрез който еукариотите правят гамети като сперматозоиди и яйцеклетки.
Фигура 01: Хомоложна рекомбинация
Механизъм на хомоложна рекомбинация
По време на мейозата сдвоените хромозоми от мъжкия и женския родител се подреждат, така че подобни ДНК последователности от сдвоени хромозоми да имат възможност да се кръстосват една върху друга. Това кръстосване води до разместване на генетични материали. Хомоложната рекомбинация се осъществява с помощта на протеини като PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 и др. Тези нови комбинации от ДНК или алели произвеждат генетична вариация в потомството. Той позволява на населението да се адаптира по време на еволюцията.
Хомологичната рекомбинация се използва и от бактерии и вируси. Това се нарича „хоризонтален генен трансфер“, процес, който обменя генетичен материал между различни щамове и видове бактерии и вируси.
Какво е специфична за сайта рекомбинация?
Место-специфичната рекомбинация е вид генетична рекомбинация, при която обменът на ДНК вериги се извършва между ДНК сегменти, притежаващи поне определена степен на хомология на последователността, но не и широка хомология. Това се случва при репликация на бактериален геном, патогенеза на диференциация и движение на мобилен генетичен елемент.
Специфичен за сайта механизъм за рекомбинация
Ензимите, които са известни като сайт-специфични рекомбинази (SSRs), участват в този процес. Те разпознават и се свързват с къси и специфични ДНК последователности. След това те разцепват гръбнака на ДНК и обменят двете участващи ДНК спирали. В крайна сметка тези ензими се присъединяват отново към нишките на ДНК.
Фигура 02: Рекомбинация, специфична за сайта
В повечето случаи наличието на ензим рекомбиназа и места на рекомбинация са достатъчни за този процес. Но в някои случаи са необходими редица допълнителни протеини или допълнителни места. Системите за специфична рекомбинация на място са силно специфични, бързи и ефективни. Следователно те са потенциални инструменти за генно инженерство.
Какви са приликите между хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация?
- Те са видове механизми за рекомбинация.
- Те подобряват генетичната вариация сред различните организми.
- И двата процеса протичат между ДНК.
- Те използват специфични протеини за механизъм на рекомбинация.
- И двете се случват както в прокариотите, така и в еукариотите.
Каква е разликата между хомоложна рекомбинация и сайт-специфична рекомбинация?
Хомологичната рекомбинация е вид генетична рекомбинация, при която генетичен материал се обменя между две идентични молекули на двойно- или едноверижни нуклеинови киселини като ДНК или РНК. От друга страна, сайт-специфичната рекомбинация е вид генетична рекомбинация, при която обменът на ДНК вериги се извършва между ДНК сегменти, които притежават поне определена степен на хомология на последователността, но не и екстензивна хомология. И така, това е ключовата разлика между хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация. Освен това, хомоложна рекомбинация възниква между дълги ДНК вериги. Обратно, сайт-специфична рекомбинация възниква между къси ДНК последователности. По този начин това е друга съществена разлика между хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация.
По-долу е даден списък на разликите между хомоложна рекомбинация и специфична за място рекомбинация в таблична форма.
Резюме на сравнението – Хомоложна срещу специфична за място рекомбинация
Генетичната рекомбинация включва обмен на генетичен материал или между множество хромозоми, или между различни области на една и съща хромозома. Хомоложната рекомбинация и сайт-специфичната рекомбинация са два вида механизми на рекомбинация. Хомоложна рекомбинация възниква между ДНК с екстензивна хомология на последователността. Сайт-специфична рекомбинация възниква между ДНК без широка хомология. По този начин това обобщава разликата между хомоложна рекомбинация и сайт-специфична рекомбинация.
