Hovedforskel - Mutation vs rekombination

DNA fungerer som det genetiske materiale for de fleste organismer og gemmer information til vækst, udvikling og reproduktion. Det komplette sæt af DNA fra en organisme kaldes genomet. Organismernes genomer er dynamiske enheder, der ændrer sig over tid. Mutation og rekombination er to typer ændringer, der kan forekomme i genomerne. En mutation refererer til en ændring i nukleotidsekvensen af ​​et kort område af DNA. På den anden side rekonstruerer rekombination en del af genomet. Det hovedforskel mellem mutation og rekombination er det mutation medfører en lille omlægning i genomet, mens rekombination medfører en stor omlægning i genomet.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er en mutation - Definition, typer, rolle 2. Hvad er rekombination - Definition, typer, rolle 3. Hvad er lighederne mellem mutation og rekombination - Oversigt over fælles funktioner 4. Hvad er forskellen mellem mutation og rekombination - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Kromosomal mutation, DNA, Frameshift-mutation, genom, homolog rekombination, punktmutation, rekombination, stedsspecifik rekombination, transposition

Hvad er en mutation

En mutation refererer til en permanent, arvelig ændring i nukleotidsekvensen af ​​et gen eller et kromosom. Det kan opstå på grund af fejl under DNA -replikation eller skadelig virkning af mutagener som stråling og kemikalier. En mutation kan være en punktmutation, som erstatter et enkelt nukleotid med et andet, en rammeskiftmutation, som indsætter eller sletter et eller få nukleotider eller en kromosomal mutation, som ændrer de kromosomale segmenter.

Punktmutationer

Punktmutationer er også kendt som substitutioner, da de erstatter nukleotider. Tre typer punktmutationer kan identificeres baseret på effekten af ​​hver type mutationer. De er missense mutationer, nonsens mutationer og stille mutationer. I missense mutationerændringen af ​​et enkelt basepar i nukleotidsekvensen af ​​et gen kan ændre en enkelt aminosyre, hvilket i sidste ende kan resultere i fremstilling af et andet protein i stedet for det forventede protein. I nonsens mutationerændringen af ​​et enkelt basepar i nukleotidsekvensen af ​​et gen kan tjene som et signal til inhibering af den igangværende translation. Dette kan resultere i produktion af et ikke-funktionelt protein, der består af en forkortet aminosyresekvens. I tavse mutationer, ændringen kan kode enten for den samme aminosyre på grund af degenerationen af ​​den genetiske kode eller en anden aminosyre med lignende egenskaber. Derfor kan proteinets funktion muligvis ikke ændre sig gennem nukleotidsekvensen. Forskellige typer af punktmutationer er vist i figur 1.

Figur 3: Punktmutationer

Frameshift -mutationer

De tre typer af frameshift -mutationer er indsættelse, sletning og duplikation. An indskud af en enkelt eller et par nukleotider vil ændre antallet af basepar af et gen. Sletning er fjernelse af et enkelt eller et par nukleotider fra et gen. I dobbeltarbejde, et eller få nukleotider kopieres en eller flere gange. Så alle rammeskiftmutationer ændrer den åbne læseramme for et gen og introducerer ændringer i den normale aminosyresekvens af et protein. Effekten af ​​en rammeskiftmutation er vist i figur 2.

Figur 2: Frameshift -mutationer

Kromosomal mutation

Typerne af ændringer i kromosomale segmenter er translokationer, genduplikationer, intra-kromosomale deletioner, inversioner og tab af heterozygositet. Translokationer er udvekslingerne mellem de genetiske dele af ikke -homologe kromosomer. I genduplikation, kan flere kopier af en bestemt allel forekomme, hvilket øger gendoseringen. Intrakromosomale sletninger er fjernelser af segmenter af kromosomer. Inversioner ændre orienteringen af ​​et kromosomsegment. Heterozygositet af et gen kan gå tabt på grund af tabet af en allel i et kromosom ved deletion eller genetisk rekombination. De kromosomale mutationer er vist i figur 3.

Figur 1: Kromosomale mutationer

Antallet af mutationer i genomet kan minimeres ved hjælp af DNA-reparationsmekanismer. DNA-reparation kan forekomme på to måder som præ-replikativ og post-replikativ. Ved præ-replikativ DNA-reparation søges nukleotidsekvenserne efter fejl og repareres før DNA-replikation. I post-replikativ DNA-reparation søges det nysyntetiserede DNA efter fejl.

Hvad er rekombination

Rekombination refererer til udveksling af DNA -tråde, der producerer nye nukleotidomlægninger. Det forekommer mellem regioner med lignende nukleotidsekvenser ved at bryde og slutte sig til DNA -segmenter igen. Rekombination er en naturlig proces, der reguleres af forskellige enzymer og proteiner. Genetisk rekombination er vigtig for at opretholde genetisk integritet og generere genetisk mangfoldighed. De tre typer rekombination er homolog rekombination, stedsspecifik rekombination og transposition. Både stedsspecifik rekombination og transposition kan betragtes som ikke-kromosomal rekombination, hvor der ikke sker udveksling af DNA-sekvenser.

Homolog rekombination

Homolog rekombination er ansvarlig for den meiotiske overgang samt integrationen af ​​overført DNA i gær og bakterielle genomer. Det er beskrevet af Holliday model. Det forekommer mellem identiske eller næsten identiske sekvenser af to forskellige DNA -molekyler, der kan dele homologi i et begrænset område. Den homologe rekombination under meiose er vist i figur 4.

Figur 4: Chromosomal Crossing-Over

Stedsspecifik rekombination

Den stedsspecifikke rekombination forekommer mellem DNA-molekyler med meget korte homologe sekvenser. Det er involveret i integrationen af ​​DNA'et fra bakteriofagen λ (λ DNA) under dets infektionscyklus i E. coli -genomet.

Omrokering

Transposition er en proces, der bruges ved rekombination til at overføre DNA -segmenter mellem genomer. Under transponering flankeres transposonerne eller de mobile DNA -elementer af et par korte direkte gentagelser, hvilket letter integrationen i det andet genom gennem rekombination.

Rekombinaser er klassen af ​​enzymer, der katalyserer den genetiske rekombination. Rekombinasen, RecA findes i E. coli. I bakterier sker rekombination gennem mitose og overførsel af genetisk materiale mellem deres organismer. I archaea findes RadA som rekombinaseenzymet, som er en ortolog af RecA. I gær findes RAD51 som en rekombinase, og DMC1 findes som en specifik meiotisk rekombinase.

Ligheder mellem mutation og rekombination

Forskellen mellem mutation og rekombination

Definition

Mutation: En mutation refererer til en permanent, arvelig ændring i nukleotidsekvensen af ​​et gen eller et kromosom.

Rekombination: Rekombination refererer til udveksling af DNA -tråde, der producerer nye nukleotidomlægninger.

Betydning

Mutation: Mutation er en ændring i genomets nukleotidsekvens.

Rekombination: Rekombination er en omlægning af en del af et kromosom.

Typer

Mutation: De tre typer mutationer er punktmutationer, rammeskiftmutationer og kromosomale mutationer.

Rekombination: De tre typer rekombination er homolog rekombination, stedsspecifik rekombination og transposition.

Hændelse

Mutation: En mutation kan skyldes fejl under DNA -replikation.

Rekombination: Rekombination sker under forberedelsen af ​​gameter.

Miljøpåvirkning

Mutation: Mutationer kan induceres af eksterne mutagener.

Rekombination: De fleste rekombinationer forekommer naturligt.

Ændringens størrelse

Mutation: Mutationer medfører små ændringer i genomet.

Rekombination: Rekombination medfører store ændringer i genomet.

Bidrag til evolution

Mutation: Mutationernes bidrag til evolution er mindre.

Rekombination: Rekombination er evolutionens største drivkraft.

Rolle

Mutation: Mutationer producerer nye alleler, der introducerer genetisk variabilitet for en bestemt population.

Rekombination: Rekombination bringer store omlægninger til genomet af organismer, hvilket fører til evolution.

Konklusion

Mutation og rekombination er to mekanismer, der ændrer DNA -sekvensen af ​​et genom. Mutation er en ændring i en nukleotidsekvens, mens rekombination ændrer et stort område af genomet. Da rekombinationens virkning på et genom er højere end mutationens, betragtes rekombinationen som den største drivkraft i evolutionen. Hovedforskellen mellem mutation og rekombination er virkningen af ​​hver mekanisme på genomets nukleotidsekvens.

Reference:

1. Brown, Terence A. "Mutation, reparation og rekombination." Genomer. 2. udgave., U.S.National Library of Medicine, 1. januar 1970, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. "Point mutations-en" Af Jonsta247-Eget arbejde (GFDL) via Commons Wikimedia 2. "Frameshift mutationer (13080927393)" Af Genomics Education Program-Frameshift mutationer (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia 3. "Chromosomes mutations-en ”Af GYassineMrabetTalk✉Dette vektorbillede blev oprettet med Inkscape. -Eget arbejde baseret på Chromosomenmutationen.png (Public Domain) via Commons Wikimedia 4. "Crossover 2" Af MichelHamels på fransk Wikipedia-Overført fra fr.wikipedia til Commons af Bloody-libu ved hjælp af CommonsHelper (Public Domain) via Commons Wikimedia