Ključna razlika između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije je u tome što se homologna rekombinacija odvija kroz invaziju niti kako bi se proizveli rekombinantni kromosomi, dok se nehomologna rekombinacija odvija kroz krajnju obradu kako bi se zapečatili dvolančani prekidi.
Rekombinacija je važan proces za genomsku evoluciju i diverzifikaciju. Proces kojim se popravlja oštećena DNK je mehanizam genetske rekombinacije. Homologna rekombinacija sastoji se od niza međusobno povezanih putova koji pomažu popraviti lomove dvolančane DNA i križne veze između lanaca. Nehomologna rekombinacija je put koji je također povezan s popravkom dvostrukog lanca DNK, posebno kod viših eukariota.
Što je homologna rekombinacija?
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije koja se odvija tijekom mejoze. Upareni kromosomi muških i ženskih roditelja poravnaju se tijekom homologne rekombinacije tako da se slični nizovi DNK iz uparenih kromosoma međusobno križaju. Ovo je poznato kao invazija niti. Takva križanja rezultiraju miješanjem genetskog materijala, uzrokujući genetske varijacije među potomcima. Homologna rekombinacija se uglavnom koristi za popravak štetnih lomova koji se javljaju u DNK kroz proces koji se naziva popravak homologne rekombinacije. Takav popravak DNK ima tendenciju rezultirati proizvodima koji se ne križaju, obnavljajući oštećenu molekulu DNK kakva je bila prije prekida dvostruke niti.
Slika 01: Homologna rekombinacija
Homološka rekombinacija koristi se tijekom horizontalnog prijenosa gena za razmjenu genetskog materijala između različitih sojeva bakterija i virusa. Homologna rekombinacija je očuvana među svim domenama kao i u DNA i RNA virusima. Stoga je homologna rekombinacija gotovo univerzalni biološki mehanizam. To je snažno povezano s povećanom osjetljivošću na rak, ciljanjem gena i genskom terapijom. Neophodan je u diobi stanica kod eukariota. Homologna rekombinacija popravlja oštećenja DNK uzrokovana ionizirajućim zračenjem ili štetnim kemikalijama. Osim popravka DNK, također pomaže u stvaranju genetske raznolikosti kroz mejotičku diobu stanica da postanu specijalizirane gametske stanice.
Što je nehomologna rekombinacija?
Nehomologna rekombinacija je put koji popravlja dvolančane lomove DNA. Naziva se nehomolognim budući da se prekidni krajevi izravno vezuju bez potrebe za homolognim predloškom. Taj je put obično vođen kratkim sekvencama DNA koje se nazivaju mikrohomologije. Oni postoje u jednolančanim izbočinama na krajevima dvolančanih prekida DNA.
Slika 02: Nehomologna rekombinacija
Nehomologna rekombinacija točno popravlja prekid kada su ti prevjesi savršeno kompatibilni. Neodgovarajuća nehomologna rekombinacija dovodi do translokacije i spajanja telomera u tumorskim stanicama. Put nehomologne rekombinacije postoji u gotovo svim biološkim sustavima i dominantan je put popravka prekida dvostrukog lanca kod sisavaca. Tijekom inaktivacije ovog puta, dvolančani prekidi se popravljaju putem koji je skloniji greškama. Popravci ovim putem dovode do brisanja sekvenci DNK između mikrohomologija. Arhejama i bakterijama nedostaje nehomologni put. Nasuprot tome, eukarioti koriste niz proteina tijekom puta nehomologne rekombinacije. To se odvija u koracima kao što su krajnje vezivanje i vezivanje, krajnja obrada i podvezivanje.
Koje su sličnosti između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije?
- Homologična i nehomologna rekombinacija su genetski rekombinantni putevi.
- Oboje popravljaju dvolančane lomove u DNK.
- Rekombinacija se odvija između DNA lanaca tijekom oba procesa.
- Štoviše, uglavnom se odvijaju kod eukariota.
- Važni su u ciljanju gena i genskoj terapiji.
Koja je razlika između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije?
Homologična rekombinacija odvija se kroz invaziju lanca kako bi se proizveli rekombinantni kromosomi, dok se nehomologna rekombinacija odvija kroz krajnju obradu kako bi se zapečatili dvolančani prekidi. Dakle, ovo je ključna razlika između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije. Također, homologna rekombinacija odvija se između dugih DNA lanaca dok je nehomologna rekombinacija vođena kratkim DNA sekvencama. Štoviše, homologna rekombinacija odvija se u eukariotima, bakterijama i virusima, dok se nehomologna rekombinacija odvija uglavnom u eukariotima.
Infografika u nastavku predstavlja razlike između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije u obliku tablice za usporedbu.
Sažetak – Homologna naspram nehomologne rekombinacije
Homološka rekombinacija je vrsta genetske rekombinacije koja se odvija tijekom mejoze uz potrebu za predloškom. U međuvremenu, nehomologna rekombinacija je put koji popravlja dvolančane lomove DNA. Naziva se nehomolognim budući da se prekidni krajevi izravno vezuju bez potrebe za homolognim predloškom. Štoviše, homologna rekombinacija odvija se kroz invaziju lanaca kako bi se proizveli rekombinantni kromosomi. Dok se nehomologna rekombinacija odvija krajnjom obradom kako bi se zapečatili dvolančani prekidi. Osim toga, homologna rekombinacija se odvija između dugih lanaca DNA i kod eukariota, bakterija i virusa. No, nehomologna rekombinacija vođena je kratkim sekvencama DNK i događa se uglavnom u eukariota. Dakle, ovo sažima razliku između homologne rekombinacije i nehomologne rekombinacije.
