Nøkkelforskjellen mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon er at homolog rekombinasjon finner sted gjennom strenginvasjon for å produsere rekombinante kromosomer, mens ikke-homolog rekombinasjon finner sted gjennom sluttbehandling for å forsegle dobbelttrådete brudd.
Rekombinasjon er en viktig prosess for genomisk evolusjon og diversifisering. Prosessen der skadet DNA repareres er mekanismen for genetisk rekombinasjon. Homolog rekombinasjon består av en serie med innbyrdes beslektede veier som hjelper til med å reparere dobbelttrådede DNA-brudd og tverrbindinger mellom strengene. Ikke-homolog rekombinasjon er en vei som også er assosiert med reparasjon av DNA-dobbeltråder, spesielt i høyere eukaryoter.
Hva er homolog rekombinasjon?
Homolog rekombinasjon er en type genetisk rekombinasjon som finner sted under meiose. De sammenkoblede kromosomene fra mannlige og kvinnelige foreldre justeres under homolog rekombinasjon slik at lignende DNA-sekvenser fra parede kromosomer krysser hverandre. Dette er kjent som strandinvasjon. Slike kryssinger resulterer i stokking av genetisk materiale, noe som forårsaker genetisk variasjon blant avkom. Homolog rekombinasjon brukes hovedsakelig til å reparere skadelige brudd som oppstår i DNA gjennom en prosess som kalles homolog rekombinasjonsreparasjon. Slik DNA-reparasjon har en tendens til å resultere i ikke-kryssende produkter, som gjenoppretter det skadede DNA-molekylet slik det var før dobbelttrådbruddet.
Figur 01: Homolog rekombinasjon
Homolog rekombinasjon brukes under horisontal genoverføring for å utveksle genetisk materiale mellom ulike stammer av bakterier og virus. Homolog rekombinasjon er bevart blant alle domener så vel som i DNA- og RNA-virus. Dermed er homolog rekombinasjon nesten en universell biologisk mekanisme. Dette er sterkt assosiert med økt mottakelighet for kreft, genmålretting og genterapi. Det er essensielt i celledeling i eukaryoter. Homolog rekombinasjon reparerer DNA-skader forårsaket av ioniserende stråling eller skadelige kjemikalier. I tillegg til DNA-reparasjon, hjelper det også å produsere genetisk mangfold gjennom meiotisk celledeling for å bli spesialiserte kjønnsceller.
Hva er ikke-homolog rekombinasjon?
Ikke-homolog rekombinasjon er en vei som reparerer DNA-dobbeltstrengsbrudd. Det blir referert til som ikke-homologt siden bruddet slutter direkte ligere uten behov for en homolog mal. Denne veien styres vanligvis av korte DNA-sekvenser k alt mikrohomologier. Disse finnes i enkelttrådede overheng på endene av DNA-dobbeltstrengsbrudd.
Figur 02: Ikke-homolog rekombinasjon
Ikke-homolog rekombinasjon reparerer bruddet nøyaktig når disse overhengene er perfekt kompatible. Uhensiktsmessig ikke-homolog rekombinasjon fører til translokasjon og telomerfusjon i tumorceller. Ikke-homolog rekombinasjonsvei eksisterer i nesten alle biologiske systemer og er den dominerende reparasjonsveien for dobbelttrådbrudd hos pattedyr. Under inaktiveringen av denne banen repareres dobbeltstrengsbruddene av en mer feilutsatt vei. Reparasjoner gjennom denne veien fører til sletting av DNA-sekvenser mellom mikrohomologier. Arkea og bakterier mangler en ikke-homolog vei. I kontrast bruker eukaryoter en rekke proteiner under ikke-homolog rekombinasjonsvei. Dette skjer i trinn som endebinding og tjoring, endebehandling og ligering.
Hva er likhetene mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon?
- Homolog og ikke-homolog rekombinasjon er genetiske rekombinante veier.
- Begge reparerer dobbelttrådsbrudd i DNA.
- Rekombinasjon finner sted mellom DNA-tråder under begge prosessene.
- Dessuten foregår de hovedsakelig i eukaryoter.
- De er viktige i genmålretting og genterapi.
Hva er forskjellen mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon?
Homolog rekombinasjon finner sted gjennom strenginvasjon for å produsere rekombinante kromosomer, mens ikke-homolog rekombinasjon finner sted gjennom sluttbehandling for å forsegle dobbelttrådete brudd. Dermed er dette nøkkelforskjellen mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon. Også homolog rekombinasjon finner sted mellom lange DNA-tråder mens ikke-homolog rekombinasjon styres av korte DNA-sekvenser. Dessuten finner homolog rekombinasjon sted i eukaryoter, bakterier og virus, mens ikke-homolog rekombinasjon foregår hovedsakelig i eukaryoter.
Infografien nedenfor presenterer forskjellene mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon i tabellform for side ved side sammenligning.
Sammendrag – homolog vs ikke-homolog rekombinasjon
Homolog rekombinasjon er en type genetisk rekombinasjon som finner sted under meiose med behov for en mal. I mellomtiden er ikke-homolog rekombinasjon en vei som reparerer DNA-dobbeltstrengsbrudd. Det blir referert til som ikke-homologt siden bruddet slutter direkte ligere uten behov for en homolog mal. Dessuten finner homolog rekombinasjon sted gjennom strenginvasjon for å produsere rekombinante kromosomer. Mens den ikke-homologe rekombinasjonen finner sted gjennom sluttbehandling for å forsegle dobbelttrådede brudd. Dessuten finner homolog rekombinasjon sted mellom lange DNA-tråder og i eukaryoter, bakterier og virus. Men ikke-homolog rekombinasjon styres av korte DNA-sekvenser og skjer hovedsakelig i eukaryoter. Så dette oppsummerer forskjellen mellom homolog rekombinasjon og ikke-homolog rekombinasjon.
