მთავარი განსხვავება ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და უბნის სპეციფიურ რეკომბინაციას შორის არის ის, რომ ჰომოლოგიურ რეკომბინაციაში გენეტიკური მასალა გაცვლა ხდება ორჯაჭვიანი ან ერთჯაჭვიანი ნუკლეინის მჟავების ორ იდენტურ მოლეკულას შორის, როგორიცაა დნმ ან რნმ. სპეციფიური რეკომბინაცია, დნმ-ის ჯაჭვის გაცვლა ხდება დნმ-ის სეგმენტებს შორის, რომლებსაც გააჩნიათ გარკვეული თანმიმდევრობის ჰომოლოგია, მაგრამ არა ფართო ჰომოლოგია.
რეკომბინაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც დნმ-ის ნაწილები იშლება და რეკომბინირებულია ალელების ახალი კომბინაციების წარმოქმნით. ეს პროცესი ქმნის გენეტიკურ მრავალფეროვნებას სხვადასხვა ორგანიზმებს შორის.მას ასევე უწოდებენ გენეტიკურ გადანაწილებას. იგი განისაზღვრება, როგორც პროცესი, რომლის დროსაც ხდება გენეტიკური მასალის გაცვლა სხვადასხვა ორგანიზმებს შორის, რათა შთამომავლობა წარმოქმნას ალელების ახალი კომბინაციით, რომელიც განსხვავდება რომელიმე მშობლისგან. ჰომოლოგიური რეკომბინაცია და უბნის სპეციფიკური რეკომბინაცია არის რეკომბინაციის მექანიზმების ორი ტიპი.
რა არის ჰომოლოგიური რეკომბინაცია?
ჰომოლოგიური რეკომბინაცია არის გენეტიკური რეკომბინაციის სახეობა, რომლის დროსაც გენეტიკური მასალის გაცვლა ხდება ორჯაჭვიანი ან ერთჯაჭვიანი ნუკლეინის მჟავების ორ მსგავს (იდენტურ) მოლეკულას შორის (დნმ ან რნმ). მას ფართოდ იყენებენ უჯრედები დნმ-ის ორივე ჯაჭვში წარმოქმნილი მავნე რღვევების აღსადგენად, რომლებიც ცნობილია როგორც ორმაგი ჯაჭვის რღვევები (DSB). ამ პროცესს ეწოდება ჰომოლოგიური რეკომბინაციული შეკეთება (HRR). ასევე, ევკარიოტებში ჰომოლოგიური რეკომბინაცია წარმოქმნის დნმ-ის თანმიმდევრობების ახალ კომბინაციებს მეიოზის დროს. მეიოზი არის პროცესი, რომლითაც ევკარიოტები ქმნიან გამეტებს, როგორიცაა სპერმატოზოიდები და კვერცხუჯრედები.
სურათი 01: ჰომოლოგიური რეკომბინაცია
ჰომოლოგიური რეკომბინაციის მექანიზმი
მეიოზის დროს მამრობითი და მდედრობითი სქესის მშობლის დაწყვილებული ქრომოსომა ისე სწორდება, რომ დაწყვილებული ქრომოსომების მსგავს დნმ-ის თანმიმდევრობებს აქვთ შესაძლებლობა გადაკვეთონ ერთმანეთს. ეს გადაკვეთა იწვევს გენეტიკური მასალების არევას. ჰომოლოგიური რეკომბინაცია ხდება ისეთი ცილების დახმარებით, როგორიცაა PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 და ა.შ. დნმ-ის ან ალელების ეს ახალი კომბინაციები შთამომავლობაში გენეტიკურ ვარიაციებს წარმოშობს. ეს საშუალებას აძლევს მოსახლეობას მოერგოს ევოლუციის მიმდინარეობისას.
ჰომოლოგიურ რეკომბინაციას ასევე იყენებენ ბაქტერიები და ვირუსები. ამას ჰქვია „ჰორიზონტალური გენის გადაცემა“, პროცესი, რომელიც ცვლის გენეტიკურ მასალას სხვადასხვა შტამებსა და ბაქტერიებსა და ვირუსებს შორის.
რა არის საიტის სპეციფიკური რეკომბინაცია?
ადგილის სპეციფიკური რეკომბინაცია არის გენეტიკური რეკომბინაციის ტიპი, რომლის დროსაც დნმ-ის ჯაჭვის გაცვლა ხდება დნმ-ის სეგმენტებს შორის, რომლებსაც გააჩნიათ მინიმუმ გარკვეული ხარისხის თანმიმდევრობის ჰომოლოგია, მაგრამ არა ფართო ჰომოლოგია. ეს ხდება ბაქტერიული გენომის რეპლიკაციაში, დიფერენციაციის პათოგენეზში და მობილური გენეტიკური ელემენტის მოძრაობაში.
ადგილის სპეციფიკური რეკომბინაციის მექანიზმი
ფერმენტები, რომლებიც ცნობილია როგორც უბნის სპეციფიკური რეკომბინაზები (SSRs) ჩართულია ამ პროცესში. ისინი ცნობენ და უკავშირდებიან მოკლე და სპეციფიკურ დნმ-ის თანმიმდევრობებს. შემდეგ ისინი ჭრიან დნმ-ს ხერხემალს და ცვლიან ჩართულ დნმ-ის ორ ხვეულს. საბოლოო ჯამში, ეს ფერმენტები ხელახლა უერთდებიან დნმ-ის ძაფებს.
სურათი 02: საიტის სპეციფიკური რეკომბინაცია
უმეტეს შემთხვევაში, ამ პროცესისთვის საკმარისია რეკომბინაზას ფერმენტის არსებობა და რეკომბინაციის ადგილები. მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში, საჭიროა მრავალი დამხმარე ცილა ან დამხმარე ადგილი. უბნის სპეციფიკური რეკომბინაციის სისტემები ძალიან სპეციფიკური, სწრაფი და ეფექტურია. ამიტომ, ისინი გენეტიკური ინჟინერიის პოტენციური ინსტრუმენტებია.
რა მსგავსებაა ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და უბნის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის?
- ეს არის რეკომბინაციის მექანიზმების ტიპები.
- ისინი აძლიერებენ გენეტიკურ ცვალებადობას სხვადასხვა ორგანიზმებს შორის.
- ორივე პროცესი ხდება დნმ-ს შორის.
- ისინი იყენებენ სპეციფიკურ ცილებს რეკომბინაციის მექანიზმისთვის.
- ორივე ადგილი აქვს პროკარიოტებში და ასევე ევკარიოტებში.
რა განსხვავებაა ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და უბნის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის?
ჰომოლოგური რეკომბინაცია არის გენეტიკური რეკომბინაციის ტიპი, რომლის დროსაც გენეტიკური მასალის გაცვლა ხდება ორჯაჭვიანი ან ერთჯაჭვიანი ნუკლეინის მჟავების ორ იდენტურ მოლეკულას შორის, როგორიცაა დნმ ან რნმ. მეორეს მხრივ, უბნის სპეციფიკური რეკომბინაცია არის გენეტიკური რეკომბინაციის ტიპი, რომელშიც დნმ-ის ჯაჭვის გაცვლა ხდება დნმ-ის სეგმენტებს შორის, რომლებსაც გააჩნიათ გარკვეული თანმიმდევრობის ჰომოლოგია, მაგრამ არა ფართო ჰომოლოგია. ასე რომ, ეს არის მთავარი განსხვავება ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და საიტის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის. უფრო მეტიც, ჰომოლოგიური რეკომბინაცია ხდება დნმ-ის გრძელ ჯაჭვებს შორის. ამის საპირისპიროდ, ადგილის სპეციფიკური რეკომბინაცია ხდება დნმ-ის მოკლე თანმიმდევრობებს შორის. ამრიგად, ეს არის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და უბნის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის.
ქვემოთ მოცემულია განსხვავებების სია ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და საიტის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის ცხრილის სახით.
შედარების შეჯამება – ჰომოლოგიური და საიტის სპეციფიკური რეკომბინაცია
გენეტიკური რეკომბინაცია გულისხმობს გენეტიკური მასალის გაცვლას მრავალ ქრომოსომას შორის ან იმავე ქრომოსომის სხვადასხვა რეგიონს შორის. ჰომოლოგიური რეკომბინაცია და ადგილის სპეციფიკური რეკომბინაცია არის რეკომბინაციის მექანიზმების ორი ტიპი. ჰომოლოგიური რეკომბინაცია ხდება დნმ-ს შორის ვრცელი თანმიმდევრობის ჰომოლოგიით. ადგილის სპეციფიკური რეკომბინაცია ხდება დნმ-ს შორის ფართო ჰომოლოგიის გარეშე. ამრიგად, ეს აჯამებს განსხვავებას ჰომოლოგიურ რეკომბინაციასა და უბნის სპეციფიკურ რეკომბინაციას შორის.
