Mutaatio vs rekombinaatio
Genomeissa mutaatiosta ja rekombinaatiosta johtuvan muutoksen laajuus on suurin ero näiden kahden prosessin välillä. Mutaatio ja rekombinaatio ovat kaksi prosessia, jotka muuttavat genomia ajan myötä. Vaikka molemmat prosessit eivät liity toisiinsa, ne muokkaavat genomia jatkuvasti. Suurin osa näistä muutoksista ei siirry seuraavalle sukupolvelle, mutta joillakin muutoksilla on suuri vaikutus jälkeläisiin määrittämällä lajin kohtalo. Muutokset, jotka tapahtuvat DNA:ssa somaattisissa soluissa, eivät yleensä ole perinnöllisiä, kun taas muutokset, jotka tapahtuvat DNA:ssa sukusoluissa, voivat olla periytyviä. Lisäksi, jos tämä muutos on tuhoisa, voi olla merkittävää haittaa solulle, elimelle, organismille tai jopa lajille. Jos se on rakentava muutos, se voi viime kädessä hyödyttää lajia.
Mitä on mutaatio?
Mutaatio määritellään pienimuotoisiksi muutoksiksi genomin nukleotidisekvenssissä ja muutoksia ei korjata korjaavilla entsyymeillä. Nämä mutaatiot voivat olla yhden emäksen muutoksia (pistemutaatioita), pienen mittakaavan insertiota tai deleetiota. Mutaatioita aiheuttavia aineita kutsutaan mutageeneiksi. Yleisimmät mutageenit ovat virheellinen replikaatio, kemikaalit ja säteily. Kemikaalit ja säteily muuttavat nukleotidin rakennetta ja jos muutosta ei korjata, mutaatio on pysyvä.
On olemassa useita entsyymejä, jotka korjaavat näitä DNA:n mutaatioita, kuten metyyliguaniini, metyylitransferaasi ja DNA-polymeraasi III. Nämä entsyymit etsivät virheitä ja vaurioita ennen solunjakautumisen alkamista (esireplikatiivinen) ja solunjakautumisen jälkeen (replikatiivinen).
Mutaatio koodaavalla alueella (eli DNA:n alueilla, joihin proteiinin translaatiosekvenssi on tallennettu) voi olla haitallista solulle, elimelle tai organismille (kodonin kolmannen emäksen pistemutaatio ei yleensä aiheuta mitään haitta – hiljainen mutaatio).
Esim: – sirppisoluanemia on pistemutaation aiheuttama sairaus.
Koodaamattoman DNA:n mutaatiot eivät todennäköisesti aiheuta haittaa, mutta jos se on perinnöllistä, se voi olla haitallista, jos mutaatio aiheuttaa hiljaisten geenien aktivoitumisen.
Insertio- tai deleetiomutaatioiden tiedetään siirtävän lukukehystä (frameshift-mutaatiot), jotka johtavat vialliseen proteiinisynteesiin ja aiheuttavat tappavia sairauksia ihmisissä.
Vaikka useimmat mutaatiot ovat haitallisia, jotkut mutaatiot ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi useimmat eurooppalaiset ovat vastustuskykyisiä HIV-infektiolle evoluution aikana tapahtuneen pistemutaation vuoksi.
Mitä rekombinaatio on?
Rekombinaatio on genomin nukleotidisekvenssin laajamittaisten muutosten prosessi, jota ei yleensä korjata DNA-vaurioita korjaavilla mekanismeilla. Rekombinaatioita on kahta tyyppiä, crossover ja non-crossover rekombinaatio. Crossover-rekombinaatio on seurausta homologisten kromosomien DNA-fragmenttien vaihtamisesta muodostamalla kaksoislomaliitos. Ei-crossover-rekombinaatio tapahtuu synteesistä riippuvaisen juosteen pariutumisella, jossa ei tapahdu geneettisen materiaalin vaihtoa kromosomien välillä. Sen sijaan yhden kromosomin sekvenssi kopioidaan ja lisätään toisen kromosomin aukkoon ja mallikromosomin sekvenssi säilyy ehjänä.
Rekombinaatiota voi tapahtua kromosomissa, yleensä kahden sisarkromatidin välillä (transpositio).
Ituradan solujen meioosin aikana rekombinaatio on yleisesti havaittu prosessi ei-homologisten kromosomien välillä. Somaattisissa soluissa rekombinaatio tapahtuu homologisten kromosomien välillä.
Rekombinaatio on välttämätöntä B-solutuotannon aikana. On myös joitain korjausjärjestelmiä, joihin liittyy rekombinaatio.
Mitä eroa on mutaatiolla ja rekombinaatiolla?
Sekä mutaatio että rekombinaatio ovat prosesseja, jotka muuttavat genomin nukleotidisekvenssiä. Molemmat prosessit aiheuttavat vikoja soluissa, elimissä ja organismeissa ja jotka voivat olla tappavia. Molemmat prosessit voivat olla hyödyllisiä organismeille ja lajeille. Lisäksi molemmat prosessit ovat olennaisia prosesseja evoluution aikana. Näiden kahden prosessin välillä on kuitenkin myös joitain eroja. Katsotaanpa niitä.
Rekombinaation ja mutaation määritelmä:
• Mutaatio on prosessi, joka muuttaa genomin nukleotidisekvenssiä pienessä mittakaavassa ja muutoksia ei korjata korjaamalla entsyymejä.
• Rekombinaatio on tärkein prosessi, joka muuttaa genomin nukleotidisekvenssiä suuressa mittakaavassa, eikä muutoksia yleensä korjata DNA-vaurioita korjaavilla mekanismeilla.
Tyypit:
• Mutaatio – pistemutaatio ja kehyksensiirtomutaatio
• Rekombinaatio – crossover-rekombinaatio ja ei-crossover-rekombinaatio
Syyt:
• Mutaatio – Mutaation aiheuttajia ovat virheellinen replikaatio, kemikaalit ja säteily.
• Rekombinaatio – Rekombinaatio on entsyymiohjattu mekanismi.
Sijainti:
• Mutaatio voi tapahtua genomin satunnaisissa paikoissa.
• Rekombinaatio on yleensä paikkakohtainen.
Korjaus:
• Mutaation voivat korjata solun korjausjärjestelmät.
• Rekombinaatio on joskus korjausprosessi.
Tapahtuma:
• Mutaatioita voi tapahtua milloin tahansa.
• Rekombinaatio tapahtuu solunjakautumisen aikana.
Geenien kopioiminen:
• Mutaatio ei kopioi geenejä.
• Rekombinaatio voi kopioida geenejä genomissa.
