Διαφορά μεταξύ ανασυνδυασμού και διασταύρωσης

Κύρια διαφορά – Ανασυνδυασμός vs Crossing Over

Ο ανασυνδυασμός και η διασταύρωση είναι δύο συσχετισμένες διαδικασίες, οι οποίες οδηγούν σε γενετικές παραλλαγές μεταξύ των απογόνων. Και τα δύο συμβάντα συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της προφάσης 1 της μείωσης 1 στους ευκαρυώτες. Το ζευγάρωμα ομόλογων χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της προφάσης 1 επιτρέπει τη διέλευση και τη διέλευση μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων, με τη σειρά του, επιτρέπει τον ανασυνδυασμό να συμβεί. Η διασταύρωση συμβαίνει σε σημεία που ονομάζονται χίασμα, τα οποία δημιουργούνται μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων. Το Chiasma επιτρέπει την ανταλλαγή τμημάτων DNA μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων. Αυτή η ανταλλαγή τμημάτων DNA παράγει νέους συνδυασμούς αλληλόμορφων μεταξύ των απογόνων, ο οποίος αναγνωρίζεται ως γενετικός ανασυνδυασμός. Η κύρια διαφορά μεταξύ ανασυνδυασμού και διασταύρωσης είναι ότι ανασυνδυασμός είναι η παραγωγή διαφορετικών συνδυασμών αλληλόμορφων στους απογόνους, ενώ η διασταύρωση είναι η ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων, το γεγονός που προκαλεί ανασυνδυασμό .

Αυτό το άρθρο περιέχει, 

1. Τι είναι ο Ανασυνδυασμός
      – Ορισμός, Διαδικασία, Συνάρτηση
2. Τι είναι το Crossing Over
      – Ορισμός, Διαδικασία, Συνάρτηση
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Recombination και του Crossing Over

Τι είναι ο Ανασυνδυασμός

Η παραγωγή απογόνων με διαφορετικούς συνδυασμούς χαρακτηριστικών σε σύγκριση με τους γονείς τους είναι γνωστή ως ανασυνδυασμός στη γενετική. Ο γενετικός ανασυνδυασμός είναι συχνά μια φυσική διαδικασία. Ο ευκαρυωτικός γενετικός ανασυνδυασμός συμβαίνει κατά την πρόφαση 1 της μείωσης 1. Η μείωση είναι η διαδικασία παραγωγής γαμετών για τη σεξουαλική αναπαραγωγή. Οι παραλλαγές των γονιδίων στους γαμέτες οδηγούν στην παραγωγή γενετικά ποικίλων απογόνων.

Ο ευκαρυωτικός γενετικός ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα μέσω του ομόλογου ζεύγους χρωμοσωμάτων, που ακολουθείται από την ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ μη αδελφών χρωματιδών. Το ομόλογο ζεύγος χρωμοσωμάτων είναι γνωστό ως σύναψη. Η ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μπορεί να συμβεί είτε με φυσική μεταφορά είτε με μη φυσική μεταφορά. Η φυσική μεταφορά της γενετικής πληροφορίας λαμβάνει χώρα μέσω της ανταλλαγής τμημάτων χρωμοσωμάτων μεταξύ μη αδελφών χρωματιδών. Από την άλλη πλευρά, τμήματα γενετικού υλικού σε ένα χρωμόσωμα μπορούν να αντιγραφούν σε άλλο χρωμόσωμα χωρίς να ανταλλάσσονται φυσικά τα μέρη των χρωμοσωμάτων. Αυτή η αντιγραφή γενετικών πληροφοριών πραγματοποιείται μέσω εξαρτώμενης από σύνθεση ανόπτησης κλώνου (SDSA) , που επιτρέπει την ανταλλαγή πληροφοριών, αλλά όχι τη φυσική ανταλλαγή κομματιών DNA. Η διπλή διασταύρωση Holliday (DHJ) Το μονοπάτι είναι ένα άλλο μοντέλο αντιγραφής γενετικών πληροφοριών, που οδηγεί στη μη φυσική μεταφορά γενετικών πληροφοριών. Τόσο οι οδοί SDSA όσο και DHJ ξεκινούν από ένα κενό ή ένα σπάσιμο διπλού κλώνου, που ακολουθείται από την εισβολή των κλώνων για να ξεκινήσει η αντιγραφή των γενετικών πληροφοριών. Έτσι, τόσο οι οδοί SDSA όσο και DHJ θεωρούνται ως μηχανισμοί επισκευής. Η αντιγραφή πληροφοριών μπορεί να είναι είτε μη διασταυρούμενος (NCO) είτε διασταυρούμενος (CO) τύπος των πλευρικών περιοχών. Κατά τη διάρκεια του τύπου NCO, λαμβάνει χώρα μια επισκευή του σπασμένου κλώνου, μόνο ένα χρωμόσωμα, το οποίο κρατά το σπάσιμο διπλής έλικος, μεταφέρεται με τις νέες πληροφορίες. Κατά τη διάρκεια του τύπου CO, και τα δύο χρωμοσώματα μεταφέρονται με νέες γενετικές πληροφορίες. Τα μοντέλα SDSA και DHJ περιγράφονται στην εικόνα 1.

Εικόνα 1:Ομόλογος ανασυνδυασμός

Κατά τη διάρκεια της μίτωσης, η ανταλλαγή γενετικού υλικού μπορεί να συμβεί μεταξύ αδελφών χρωματίδων μετά την ολοκλήρωση της αντιγραφής του DNA στη μεσοφάση. Ωστόσο, νέοι συνδυασμοί αλληλόμορφων δεν παράγονται, καθώς η ανταλλαγή λαμβάνει χώρα μεταξύ πανομοιότυπων μορίων DNA, τα οποία παράγονται από την αντιγραφή.

Οι ανασυνδυασμένες είναι η κατηγορία των ενζύμων που καταλύουν τον γενετικό ανασυνδυασμό. Η ανασυνδυάση, RecA βρίσκεται στο E. coli . Στα βακτήρια, ο ανασυνδυασμός συμβαίνει μέσω της μίτωσης και της μεταφοράς γενετικού υλικού μεταξύ των οργανισμών τους. Στα αρχαία, το RadA βρίσκεται ως το ένζυμο ανασυνδυάσης, το οποίο είναι ορθολογικό του RecA. Στον ζυμομύκητα, το RAD51 βρίσκεται ως ανασυνδυάση και το DMC1 ως ειδική μειωτική ανασυνδυάση.

Τι είναι το Crossing Over

Η ανταλλαγή τμημάτων DNA μεταξύ μη αδελφών χρωματιδίων κατά τη διάρκεια της σύναψης είναι γνωστή ως διασταύρωση. Η διασταύρωση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της προφάσης 1 της μείωσης 1. Διευκολύνει τον γενετικό ανασυνδυασμό ανταλλάσσοντας τις γενετικές πληροφορίες και δημιουργώντας νέους συνδυασμούς αλληλόμορφων.

Η σύναψη ενός ομόλογου ζεύγους χρωμοσωμάτων επιτυγχάνεται με το σχηματισμό δύο συναπτονομικών συμπλεγμάτων μεταξύ των δύο p βραχίονα και q βραχίονες κάθε χρωμοσώματος. Αυτή η σφιχτή συγκράτηση των δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων επιτρέπει την ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ των δύο μη αδελφών χρωματιδών. Οι μη αδελφές χρωματίδες περιέχουν αντίστοιχες περιοχές DNA, οι οποίες μπορούν να ανταλλάσσονται μέσω των περιοχών χιασμάτων. Το χίασμα είναι μια περιοχή που μοιάζει με Χ, όπου οι δύο μη αδελφές χρωματίδες ενώνονται μεταξύ τους κατά τη διασταύρωση. Ο σχηματισμός του χιάσματος σταθεροποιεί τα δισθενή ή τα χρωμοσώματα μέχρι τον διαχωρισμό τους στη μετάφαση 1.

Η διασταύρωση ξεκινά με τη διάσπαση παρόμοιων περιοχών DNA που εμφανίζονται μέσα στο ομόλογο ζεύγος χρωμοσωμάτων. Οι θραύσματα διπλού κλώνου μπορούν να εισαχθούν στο μόριο του DNA είτε με πρωτεΐνη Spo11 είτε με επιβλαβείς παράγοντες DNA. Στη συνέχεια, τα 5' άκρα των άκρων του DNA χωνεύονται από εξωνουκλεάσες. Αυτή η πέψη εισάγει προεξοχές 3' στις άκρες του DNA των κλώνων του DNA. Οι μονόκλωνοι 3' προεξοχές επικαλύπτονται από ανασυνδυασμένες, Dmc 1 και Rad51, παράγοντας νημάτια νουκλεοπρωτεΐνης. Η εισβολή αυτής της προεξοχής 3' στη μη αδελφή χρωματίδη καταλύεται από τις ανασυνδυασές. Αυτή η εισβολή προεξοχής 3' εκκινεί τη σύνθεση του DNA, χρησιμοποιώντας ως πρότυπο τον κλώνο DNA του μη αδελφού χρωματιδίου. Η δομή που προκύπτει είναι γνωστή ως διασταυρούμενη ανταλλαγή ή διασταύρωση Holliday. Αυτή η διασταύρωση Holliday τραβιέται κατά μήκος του χιάσματος από ανασυνδυασμένα.

Εικόνα 2:Διασταύρωση διακοπών

Διαφορά μεταξύ ανασυνδυασμού και διασταύρωσης

Ορισμός

Ανασυνδυασμός: Η παραγωγή ενός απογόνου που περιέχει διαφορετικούς συνδυασμούς χαρακτηριστικών σε σύγκριση με τους γονείς τους είναι γνωστή ως ανασυνδυασμός.

Διασχίζοντας: Η ανταλλαγή τμημάτων DNA μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων κατά τη διάρκεια της σύναψης είναι γνωστή ως διασταύρωση.

Αλληλογραφία

Ανασυνδυασμός: Η διασταύρωση οδηγεί σε γενετικό ανασυνδυασμό.

Διασχίζοντας: Η σύνοψη οδηγεί στο πέρασμα.

Συνάρτηση

Ανασυνδυασμός: Ο ανασυνδυασμός παράγει γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των απογόνων. Λειτουργεί επίσης ως μηχανισμός επιδιόρθωσης για σπασίματα διπλού κλώνου κατά τη διάρκεια της μείωσης.

Διασχίζοντας: Η διασταύρωση ασκεί τον γενετικό ανασυνδυασμό μεταξύ των χρωμοσωμάτων.

Συμπέρασμα

Ο ανασυνδυασμός και η διασταύρωση είναι δύο στενά συνδεδεμένα γεγονότα που συμβαίνουν κατά τη σύναψη. Κατά τη σύναψη, τα ομόλογα χρωμοσώματα συγκρατούνται σφιχτά από τα συναπτονιμικά σύμπλοκα. Αυτό το σφιχτό κράτημα επιτρέπει τη χρωμοσωμική διασταύρωση μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων. Το σημείο όπου συμβαίνει το πέρασμα είναι γνωστό ως χίασμα. Η δομή των τεσσάρων κλώνων όπου λαμβάνει χώρα η φυσική ανταλλαγή γενετικού υλικού είναι γνωστή ως διασταύρωση Holliday. Η ανταλλαγή γενετικού υλικού μπορεί να συμβεί μη-φυσικά με την αντιγραφή τμημάτων DNA σε ένα δεύτερο χρωμόσωμα. Η ανταλλαγή γενετικού υλικού οδηγεί σε παραλλαγές των αλληλόμορφων μεταξύ των απογόνων. Ο σχηματισμός διαφορετικών συνδυασμών αλληλόμορφων μεταξύ των απογόνων είναι γνωστός ως ανασυνδυασμός. Ο ανασυνδυασμός λειτουργεί επίσης ως μηχανισμός επισκευής για τη διόρθωση των θραύσεων του διπλού κλώνου. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ανασυνδυασμού και διασταύρωσης.