Mutatsioon vs rekombinatsioon
Genoomides mutatsioonist ja rekombinatsioonist tingitud muutuste ulatus on nende kahe protsessi peamine erinevus. Mutatsioon ja rekombinatsioon on kaks protsessi, mis aja jooksul genoomi muudavad. Kuigi mõlemad protsessid pole omavahel seotud, kujundavad nad genoomi pidev alt. Enamik neist muutustest ei kandu üle järgmisele põlvkonnale, kuid mõnel muudatusel on järglastele suur mõju, määrates liigi saatuse. Somaatilistes rakkudes DNA-s toimuvad muutused ei ole tavaliselt pärilikud, samas kui iduliinirakkude DNA-s toimuvad muutused võivad olla päritavad. Samuti, kui see muutus on hävitav, võib see põhjustada olulist kahju rakule, elundile, organismile või isegi liigile. Kui tegemist on konstruktiivse muudatusega, võib see lõppkokkuvõttes liigile kasulik olla.
Mis on mutatsioon?
Mutatsioon on defineeritud kui väikesemahulised muutused genoomi nukleotiidjärjestuses ja muutusi ei korrigeerita ensüümide parandamisega. Need mutatsioonid võivad olla ühe aluse muutused (punktmutatsioonid), väikesemahulised sisestamised või deletsioonid. Mutatsioone põhjustavad ained on tuntud kui mutageenid. Kõige tavalisemad mutageenid on ekslik replikatsioon, kemikaalid ja kiirgus. Kemikaalid ja kiirgus muudavad nukleotiidi struktuuri ja kui muutust ei parandata, on mutatsioon püsiv.
Neid DNA mutatsioone parandavad mitmed ensüümid, näiteks metüülguaniin, metüültransferaas ja DNA polümeraas III. Need ensüümid otsivad vigu ja kahjustusi enne raku jagunemise algust (replikatsioonieelne) ja pärast raku jagunemist (replikatsioonijärgne).
Mutatsioon kodeerivas piirkonnas (st DNA piirkondades, kus valgu translatsioonijärjestus on talletatud) võib olla rakule, elundile või organismile kahjulik (punktmutatsioon koodoni kolmandas aluses ei põhjusta tavaliselt mingeid kahju – vaikne mutatsioon).
Nt: – sirprakuline aneemia on punktmutatsioonist põhjustatud haigus.
Mutatsioonid mittekodeerivas DNA-s põhjustavad väiksema tõenäosusega kahju, kuigi kui see on pärilik, võib see olla kahjulik, kui mutatsioon põhjustab vaiksete geenide aktiveerimist.
On teada, et sisestus- või deletsioonmutatsioonid nihutavad lugemisraami (kaadrinihke mutatsioonid), mille tulemuseks on valgu süntees, mis põhjustab inimestel surmavaid haigusi.
Kuigi enamik mutatsioone on kahjulikud, on mõned mutatsioonid kasulikud. Näiteks on enamik eurooplasi HIV-nakkuse suhtes resistentsed evolutsiooni käigus toimunud punktmutatsiooni tõttu.
Mis on rekombinatsioon?
Rekombinatsioon on ulatuslike muutuste protsess genoomi nukleotiidjärjestuses ja mida tavaliselt ei paranda DNA kahjustusi parandavad mehhanismid. Rekombinatsioone on kahte tüüpi, ristuvad ja mitteristsed rekombinatsioonid. Crossover-rekombinatsioon on homoloogsete kromosoomide DNA fragmentide vahetamise tulemus, moodustades topeltpuhkuse ristmiku. Mitteristne rekombinatsioon toimub sünteesist sõltuva ahela anniilimise teel, kus kromosoomide vahel ei toimu geneetilise materjali vahetust. Selle asemel kopeeritakse ühe kromosoomi järjestus ja sisestatakse teise kromosoomi pilusse ning malli kromosoomi järjestus jääb puutumatuks.
Rekombinatsioon võib toimuda kromosoomi sees, üldiselt kahe sõsarkromatiidi vahel (transpositsioon).
Iduliinirakkude meioosi ajal on rekombinatsioon mittehomoloogsete kromosoomide vahel sageli täheldatav protsess. Somaatilistes rakkudes toimub homoloogsete kromosoomide vahel rekombinatsioon.
Rekombinatsioon on B-rakkude tootmisel hädavajalik. Samuti on mõned parandussüsteemid, mis hõlmavad rekombinatsiooni.
Mis vahe on mutatsioonil ja rekombinatsioonil?
Nii mutatsioon kui ka rekombinatsioon on protsessid, mis muudavad genoomi nukleotiidjärjestust. Mõlemad protsessid põhjustavad rakkudes, elundites ja organismides defekte, mis võivad olla surmavad. Mõlemad protsessid võivad olla kasulikud nii organismidele kui ka liikidele. Samuti on mõlemad protsessid evolutsiooni käigus olulised protsessid. Siiski on nende kahe protsessi vahel ka mõningaid erinevusi. Vaatame neid.
Rekombinatsiooni ja mutatsiooni määratlus:
• Mutatsioon on protsess, mis muudab genoomi nukleotiidjärjestust väikeses mahus ja muutusi ei korrigeerita ensüümide parandamisega.
• Rekombinatsioon on peamine protsess, mis muudab genoomi nukleotiidjärjestust suures ulatuses ja muutusi ei paranda tavaliselt DNA kahjustusi parandavad mehhanismid.
Tüübid:
• Mutatsioon – punktmutatsioon ja kaadrinihke mutatsioon
• Rekombinatsioon – rist-rekombinatsioon ja mitteristumine
Põhjused:
• Mutatsioon – mutatsioonitekitajad on ekslik replikatsioon, kemikaalid ja kiirgus.
• Rekombinatsioon – rekombinatsioon on ensüümiga juhitav mehhanism.
Asukoht:
• Genoomi juhuslikes kohtades võib esineda mutatsioone.
• Rekombinatsioon on tavaliselt asukohaspetsiifiline.
Remont:
• Mutatsiooni võivad parandada raku parandussüsteemid.
• Rekombinatsioon on mõnikord parandusprotsess.
Esinemine:
• Mutatsioonid võivad tekkida igal ajal.
• Rekombinatsioon toimub rakkude jagunemise ajal.
Geenide kopeerimine:
• Mutatsioon ei kopeeri geene.
• Rekombinatsioon võib genoomis olevaid geene kopeerida.
