Diferența dintre mutație și recombinare

Diferența principală - Mutație vs. Recombinare

ADN-ul servește drept material genetic al majorității organismelor, stocând informații pentru creștere, dezvoltare și reproducere. Setul complet de ADN al unui organism este denumit genomul. Genomii de organisme sunt entități dinamice care se schimbă în timp. Mutația și recombinarea sunt două tipuri de schimbări care pot apărea în genom. O mutație se referă la o modificare a secvenței de nucleotide a unei regiuni scurte a ADN-ului. Pe de altă parte, recombinarea reconstruiește o parte a genomului. principala diferență între mutație și recombinare este asta mutația aduce o rearanjare la scară mică în genom, în timp ce recombinarea aduce o rearanjare la scară largă în genom.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este o mutație
- Definiție, tipuri, rol
2. Ce este Recombinarea
- Definiție, tipuri, rol
3. Care sunt asemănările dintre mutație și recombinare
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre mutație și recombinare
- Compararea diferențelor cheie

Termeni-cheie: mutație cromozomială, ADN, mutație fractură, genom, recombinare omologă, mutație punct, recombinare, recombinare specifică site-ului, transpunere

Ce este o mutație

O mutație se referă la o schimbare permanentă, ereditară în secvența nucleotidică a unei gene sau a unui cromozom. Poate apărea din cauza erorilor în timpul replicării ADN-ului sau a efectului dăunător al mutagenilor cum ar fi radiațiile și substanțele chimice. O mutație poate fi o mutație punctuală, care înlocuiește o singură nucleotidă cu o altă mutație a cadrului, care introduce sau șterge una sau câteva nucleotide sau o mutație cromozomală care modifică segmentele cromozomiale.

Mutațiile punctului

Mutațiile punctuale sunt, de asemenea, cunoscute substituiri deoarece înlocuiesc nucleotidele. Trei tipuri de mutații punctuale pot fi identificate pe baza efectului fiecărui tip de mutații. Acestea sunt mutații de tip missense, mutații prostești și mutații silențioase. În Missense mutații, modificarea unei perechi de bază unice în secvența nucleotidică a unei gene poate modifica un singur aminoacid, care poate duce în final la producerea unei proteine diferite, în locul proteinei așteptate. În nonsens mutații, modificarea unei perechi de bază singulare în secvența nucleotidică a unei gene poate servi ca un semnal pentru a inhiba traducerea în curs. Aceasta poate conduce la producerea unei proteine nefuncționale, constând dintr-o secvență de aminoacizi scurtată. În mutante silențioase, modificarea poate codifica fie același aminoacid, datorită degenerării codului genetic, fie unui al doilea aminoacid cu proprietăți similare. Prin urmare, funcția proteinei nu poate altera prin secvența nucleotidelor variază. Sunt prezentate diferite tipuri de mutații punctuale figura 1.

Figura 3: Mutări de puncte

Mutații de transmisie a cadrelor

Cele trei tipuri de mutații de transmisie sunt inserția, ștergerea și duplicarea. Un inserare a unei singure sau a câtorva nucleotide va modifica numărul de perechi de baze ale unei gene. ștergere este îndepărtarea unei singure sau a câtorva nucleotide de la o genă. În duplicări, unul sau câteva nucleotide sunt copiate o dată sau de mai multe ori. Deci, toate mutațiile de transmisie a cadrelor modifică cadrul de citire deschis al unei gene, introducând modificări ale secvenței obișnuite de aminoacizi a unei proteine. Efectul unei mutații în cadere este afișat în figura 2.

Figura 2: Mutări de translație a cadrului

Cromozomială

Tipurile de modificări ale segmentelor cromozomiale sunt translocațiile, duplicarea genelor, ștergerile intra-cromozomiale, inversiunile și pierderea heterozigotului. Transloca sunt schimburile de părți genetice ale cromozomilor neomologi. În duplicarea genelor, se pot produce copii multiple ale unei alele particulare, crescând doza de gene. Intr-cromozomi deleții sunt îndepărtarea segmentelor de cromozomi. inversiunile modificați orientarea unui segment de cromozomi. heterozygosity a unei gene poate fi pierdută datorită pierderii unei alele într-un cromozom prin deleție sau recombinare genetică. Mutațiile cromozomiale sunt prezentate în figura 3.

Figura 1: Mutațiile cromozomiale

Numărul de mutații din genom poate fi redus la minimum prin mecanismele de reparare a ADN-ului. Repararea ADN-ului poate să apară în două moduri ca pre-replicative și post-replicative. În reparația ADN pre-replicativă, secvențele de nucleotide sunt căutate pentru erori și sunt reparate înainte de replicarea ADN-ului. În reparația post-replicativă a ADN-ului, ADN nou-sintetizat este căutat pentru erori.

Ce este Recombinarea

Recombinarea se referă la schimbul de fire ADN, producând noi rearanjamente nucleotidice. Apare între regiuni cu secvențe nucleotidice similare prin ruperea și reluarea segmentelor de ADN. Recombinarea este un proces natural reglat de diferite enzime și proteine. Recombinarea genetică este importantă pentru menținerea integrității genetice și generarea diversității genetice. Cele trei tipuri de recombinare sunt recombinarea omoloagă, recombinarea specifică a situsului și transpunerea. Ambele recombinări și transpoziții specifice situsurilor pot fi considerate recombinare non-cromozomală în care nu are loc niciun schimb de secvențe de ADN.

Recombinare omologă

Recombinarea omologă este responsabilă pentru trecerea miotică, precum și pentru integrarea ADN-ului transferat în genomi de drojdie și bacterii. Este descris de Modelul Holliday. Apare între secvențe identice sau aproape identice ale a două molecule ADN diferite care pot împărți omologia într-o regiune limitată. Recombinarea omoloagă în timpul meiozei este prezentată în figura 4.

Figura 4: Trecerea cromozomului

Recombinarea specifică site-ului

Recombinarea specifică locului are loc între moleculele ADN cu secvențe omoloage foarte scurte. Este implicată în integrarea ADN-ului bacteriofagului λ (ADN-ul) în timpul ciclului său de infectare în ADN E coli genomului.

transpoziție

Transpunerea este un proces utilizat prin recombinare pentru a transfera segmente ADN între genomi. În timpul transpoziției, transposonii sau elementele ADN mobile sunt flancate de o pereche de repetiții directe scurte, facilitând integrarea în cel de-al doilea genom prin recombinare.

Recombinatele sunt clasa de enzime care catalizează recombinarea genetică. Recombinaza, RecA se găsește în E coli. În bacterii, recombinarea are loc prin mitoză și transferul de material genetic între organismele lor. În arhie, RadA se găsește ca enzima recombinază, care este un ortolog al RecA. În drojdie, RAD51 se găsește ca o recombinază și DMC1 se găsește ca o recombinază meiotică specifică.

Asemănări între mutație și recombinare

Atât mutația, cât și recombinarea produc rearanjamente în genomul unui anumit organism.
Atât mutația cât și recombinarea ajută la menținerea naturii dinamice a unui genom.
Atât mutația, cât și recombinarea pot produce modificări în funcționarea și caracteristicile normale ale organismului.
Atât mutația, cât și recombinarea produc variabilitate genetică în cadrul unei populații.
Atât mutația, cât și recombinarea conduc la evoluție, deoarece ele determină modificări ale organismelor.

Diferența dintre mutație și recombinare

Definiție

Mutaţie: O mutație se referă la o schimbare permanentă, ereditară în secvența nucleotidică a unei gene sau a unui cromozom.

recombinarea: Recombinarea se referă la schimbul de fire ADN, producând noi rearanjamente nucleotidice.

Semnificaţie

Mutaţie: Mutația este o modificare a secvenței nucleotidice a genomului.

recombinarea: Recombinarea este o rearanjare a unei părți a unui cromozom.

Tipuri

Mutaţie: Cele trei tipuri de mutații sunt mutații punctuale, mutații în cadere și mutații cromozomiale.

recombinarea: Cele trei tipuri de recombinare sunt recombinarea omoloagă, recombinarea specifică a situsului și transpunerea.

Apariţie

Mutaţie: O mutație poate fi cauzată de erori în timpul replicării ADN-ului.

recombinarea: Recombinarea are loc în timpul preparării jocurilor.

Influența mediului

Mutaţie: Mutațiile pot fi induse de mutageni externi.

recombinarea: Cele mai multe recombinări apar în mod natural.

Suma modificării

Mutaţie: Mutațiile aduc modificări la scară mică la genom.

recombinarea: Recombinarea aduce schimbări pe scară largă asupra genomului.

Contribuția la evoluție

Mutaţie: Contribuția mutațiilor la evoluție este mai mică.

recombinarea: Recombinarea este principala forță motrice a evoluției.

Rol

Mutaţie: Mutațiile produc alele noi, introducând variații genetice la o anumită populație.

recombinarea: Recombinarea aduce rearanjamente la scară largă genomului organismelor, ceea ce duce la evoluție.

Concluzie

Mutația și recombinarea sunt două mecanisme care modifică secvența ADN a unui genom. Mutația este o modificare a unei secvențe nucleotidice în timp ce recombinarea modifică o regiune mare a genomului. Deoarece efectul recombinării asupra unui genom este mai mare decât cel al mutației, recombinarea este considerată principala forță motrice a evoluției. Principala diferență între mutație și recombinare este efectul fiecărui mecanism asupra secvenței nucleotidice a genomului.

Referinţă:

1. Brown, Terence A. "Mutarea, repararea și recombinarea". Genomilor. A doua ediție., Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 1 ianuarie 1970, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Point mutations-en" De Jonsta247 - Muncă proprie (GFDL) prin Wikimedia Commons
2. "Mutari de frameshift (13080927393)" Prin Genomics Education Program - Mutari Frameshift (CC BY 2.0) prin Wikimedia Commons
3. "Chromozomi mutations-en" Prin GYassineMrabetTalkistitAceasta imagine vectorială a fost creată cu Inkscape. - Lucrări proprii bazate pe Chromosomenmutationen.png (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
4. "Crossover 2" de MichelHamels la Wikipedia franceză - Transferat de la fr.wikipedia la Commons de Bloody-libu folosind CommonsHelper (Public Domain) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă