Ключевое различие между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией заключается в том, что при гомологичной рекомбинации происходит обмен генетическим материалом между двумя идентичными молекулами двухцепочечных или одноцепочечных нуклеиновых кислот, таких как ДНК или РНК, тогда как в сайт- специфическая рекомбинация, обмен цепями ДНК происходит между сегментами ДНК, которые обладают по крайней мере определенной степенью гомологии последовательностей, но не имеют значительной гомологии.
Рекомбинация - это процесс, при котором фрагменты ДНК разрываются и рекомбинируются для получения новых комбинаций аллелей. Этот процесс создает генетическое разнообразие среди различных организмов. Это также называется генетической перетасовкой. Он определяется как процесс, при котором происходит обмен генетическим материалом между разными организмами для получения потомства с новыми комбинациями аллелей, которые отличаются от тех, которые обнаружены у любого из родителей. Гомологическая рекомбинация и сайт-специфическая рекомбинация представляют собой два типа механизмов рекомбинации.
Что такое гомологичная рекомбинация?
Гомологическая рекомбинация - это тип генетической рекомбинации, при котором происходит обмен генетическим материалом между двумя сходными (идентичными) молекулами двухцепочечных или одноцепочечных нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). Он широко используется клетками для восстановления вредных разрывов, возникающих в обеих цепях ДНК, известных как двухцепочечные разрывы (DSB). Этот процесс называется гомологичной рекомбинационной репарацией (HRR). Кроме того, гомологичная рекомбинация у эукариот приводит к образованию новых комбинаций последовательностей ДНК во время мейоза. Мейоз - это процесс, посредством которого эукариоты создают гаметы, такие как сперматозоиды и яйцеклетки.
Рисунок 01: Гомологическая рекомбинация
Гомологичный механизм рекомбинации
Во время мейоза парные хромосомы самца и самки выравниваются, так что сходные последовательности ДНК из парных хромосом имеют возможность пересекаться друг с другом. Этот кроссинговер приводит к перетасовке генетического материала. Гомологическая рекомбинация происходит с помощью таких белков, как PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 и т. д. Эти новые комбинации ДНК или аллелей вызывают генетическую изменчивость потомства. Это позволяет популяции адаптироваться в ходе эволюции.
Гомологическая рекомбинация также используется бактериями и вирусами. Это называется «горизонтальным переносом генов» - процессом обмена генетическим материалом между различными штаммами и видами бактерий и вирусов.
Что такое сайт-специфическая рекомбинация?
Сайт-специфическая рекомбинация - это тип генетической рекомбинации, при котором происходит обмен цепями ДНК между сегментами ДНК, обладающими, по крайней мере, определенной степенью гомологии последовательностей, но не обширной гомологией. Это происходит при репликации бактериального генома, патогенезе дифференцировки и перемещении мобильного генетического элемента.
Местоспецифический механизм рекомбинации
В этом процессе участвуют ферменты, известные как сайт-специфические рекомбиназы (SSR). Они распознают и связываются с короткими и специфическими последовательностями ДНК. Затем они расщепляют основу ДНК и обмениваются двумя задействованными спиралями ДНК. В конечном итоге эти ферменты снова соединяются с цепями ДНК.
Рисунок 02: Рекомбинация для конкретных участков
В большинстве случаев для этого процесса достаточно присутствия фермента рекомбиназы и сайтов рекомбинации. Но в некоторых случаях требуется ряд дополнительных белков или дополнительных сайтов. Системы рекомбинации, специфичные для сайта, очень специфичны, быстры и эффективны. Поэтому они являются потенциальными инструментами генной инженерии.
Каковы сходства между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией?
- Это типы механизмов рекомбинации.
- Они усиливают генетическую изменчивость среди разных организмов.
- Оба процесса происходят между ДНК.
- Они используют специфические белки для механизма рекомбинации.
- И то, и другое имеет место как у прокариот, так и у эукариот.
В чем разница между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией?
Гомологическая рекомбинация - это тип генетической рекомбинации, при котором происходит обмен генетическим материалом между двумя идентичными молекулами двухцепочечных или одноцепочечных нуклеиновых кислот, таких как ДНК или РНК. С другой стороны, сайт-специфическая рекомбинация представляет собой тип генетической рекомбинации, при котором происходит обмен цепями ДНК между сегментами ДНК, которые обладают по крайней мере определенной степенью гомологии последовательностей, но не имеют значительной гомологии. Итак, в этом ключевое различие между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией. Более того, гомологичная рекомбинация происходит между длинными цепями ДНК. Напротив, сайт-специфическая рекомбинация происходит между короткими последовательностями ДНК. Таким образом, это еще одно существенное различие между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией.
Ниже приведен список различий между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией в табличной форме.
Сводка по сравнению – гомологичная и сайт-специфическая рекомбинация
Генетическая рекомбинация включает обмен генетическим материалом либо между несколькими хромосомами, либо между разными участками одной и той же хромосомы. Гомологическая рекомбинация и сайт-специфическая рекомбинация представляют собой два типа механизмов рекомбинации. Гомологическая рекомбинация происходит между ДНК с обширной гомологией последовательностей. Сайт-специфическая рекомбинация происходит между ДНК без обширной гомологии. Таким образом, это суммирует разницу между гомологичной рекомбинацией и сайт-специфической рекомбинацией.
