A homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció közötti fő különbség az, hogy a homológ rekombináció szálinvázión keresztül megy végbe, hogy rekombináns kromoszómákat hozzon létre, míg a nem homológ rekombináció a kétszálú szakadások lezárására szolgáló végfeldolgozáson keresztül megy végbe.
A rekombináció fontos folyamat a genomi evolúció és diverzifikáció szempontjából. A sérült DNS helyreállításának folyamata a genetikai rekombináció mechanizmusa. A homológ rekombináció egymáshoz kapcsolódó útvonalak sorozatából áll, amelyek segítenek a kettős szálú DNS-törések és a szálak közötti keresztkötések kijavításában. A nem homológ rekombináció egy olyan útvonal, amely a DNS kettős szálú helyreállításához is kapcsolódik, különösen magasabb rendű eukariótákban.
Mi az a homológ rekombináció?
A homológ rekombináció a genetikai rekombináció egy fajtája, amely a meiózis során megy végbe. A férfi és női szülők páros kromoszómái a homológ rekombináció során illeszkednek egymáshoz, így a páros kromoszómákból származó hasonló DNS-szekvenciák keresztezik egymást. Ezt strandinváziónak nevezik. Az ilyen keresztezések a genetikai anyag megkeveredését eredményezik, ami genetikai variációt okoz az utódok között. A homológ rekombinációt főként a DNS-ben fellépő káros törések kijavítására használják a homológ rekombinációs javításnak nevezett folyamaton keresztül. Az ilyen DNS-javítás általában nem keresztezési termékeket eredményez, és helyreállítja a sérült DNS-molekulát, ahogyan a kettős szál szakadása előtt volt.
01. ábra: Homológ rekombináció
A homológ rekombinációt horizontális géntranszfer során alkalmazzák genetikai anyag cseréjére különböző baktérium- és vírustörzsek között. A homológ rekombináció az összes domén között, valamint a DNS- és RNS-vírusokban konzervált. Így a homológ rekombináció szinte univerzális biológiai mechanizmus. Ez erősen összefügg a rákkal szembeni fokozott fogékonysággal, a géncélzással és a génterápiával. Az eukarióták sejtosztódásában nélkülözhetetlen. A homológ rekombináció helyreállítja az ionizáló sugárzás vagy káros vegyi anyagok által okozott DNS-károsodásokat. A DNS-javításon kívül a genetikai diverzitást is elősegíti a meiotikus sejtosztódás révén, hogy speciális ivarsejtekké váljanak.
Mi a nem homológ rekombináció?
A nem homológ rekombináció egy olyan útvonal, amely helyreállítja a DNS kettős szálú töréseit. Nem homológnak nevezik, mivel a törésvégek közvetlenül össze vannak kötve anélkül, hogy homológ sablonra lenne szükség. Ezt az utat általában rövid DNS-szekvenciák, úgynevezett mikrohomológiák irányítják. Ezek egyszálú túlnyúlásokban találhatók a DNS kétszálú szakadásainak végein.
02. ábra: Nem homológ rekombináció
A nem homológ rekombináció pontosan kijavítja a törést, ha ezek a túlnyúlások tökéletesen kompatibilisek. A nem megfelelő nem homológ rekombináció transzlokációhoz és telomerfúzióhoz vezet a tumorsejtekben. A nem homológ rekombinációs útvonal szinte minden biológiai rendszerben létezik, és ez a domináns kettős szálú törésjavító útvonal az emlősökben. Ennek az útvonalnak az inaktiválása során a kettős szálú töréseket egy hibásabb útvonal javítja ki. Az ezen az úton történő javítások a mikrohomológiák közötti DNS-szekvenciák törléséhez vezetnek. Az archaeáknak és a baktériumoknak hiányzik a nem homológ útvonala. Ezzel szemben az eukarióták számos fehérjét hasznosítanak a nem homológ rekombinációs folyamat során. Ez olyan lépésekben történik, mint a végkötés és megkötés, a végfeldolgozás és a lekötés.
Mi a hasonlóság a homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció között?
- A homológ és nem homológ rekombináció genetikai rekombináns útvonalak.
- Mindkettő javítja a kettős szálú DNS-töréseket.
- Rekombináció a DNS-szálak között megy végbe mindkét folyamat során.
- Sőt, főleg eukariótákban fordulnak elő.
- Fontosak a géncélzásban és a génterápiában.
Mi a különbség a homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció között?
A homológ rekombináció szálinvázión keresztül megy végbe, hogy rekombináns kromoszómákat hozzon létre, míg a nem homológ rekombináció végfeldolgozáson keresztül megy végbe a kétszálú szakadások lezárására. Így ez a legfontosabb különbség a homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció között. Ezenkívül a homológ rekombináció a hosszú DNS-szálak között megy végbe, míg a nem homológ rekombinációt rövid DNS-szekvenciák irányítják. Ezenkívül a homológ rekombináció eukariótákban, baktériumokban és vírusokban megy végbe, míg a nem homológ rekombináció főleg eukariótákban megy végbe.
Az alábbi infografika táblázatos formában mutatja be a homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció közötti különbségeket egymás melletti összehasonlítás céljából.
Összefoglaló – Homológ vs nem homológ rekombináció
A homológ rekombináció a genetikai rekombináció egy fajtája, amely a meiózis során megy végbe, sablon szükségessége mellett. Eközben a nem homológ rekombináció egy olyan útvonal, amely helyreállítja a DNS kettős szálú töréseit. Nem homológnak nevezik, mivel a törésvégek közvetlenül össze vannak kötve anélkül, hogy homológ sablonra lenne szükség. Ezenkívül a homológ rekombináció szálinvázió révén megy végbe, hogy rekombináns kromoszómákat hozzon létre. Míg a nem homológ rekombináció végfeldolgozáson keresztül megy végbe a kétszálú törések lezárása érdekében. Emellett homológ rekombináció megy végbe a hosszú DNS-szálak között, valamint eukariótákban, baktériumokban és vírusokban. A nem homológ rekombinációt azonban rövid DNS-szekvenciák irányítják, és főleg eukariótákban történik. Tehát ez összefoglalja a homológ rekombináció és a nem homológ rekombináció közötti különbséget.
