Differenza tra mutazione e ricombinazione
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Differenza principale - Mutazione vs Ricombinazione
Il DNA funge da materiale genetico della maggior parte degli organismi, immagazzinando informazioni per la crescita, lo sviluppo e la riproduzione. Il set completo di DNA di un organismo viene definito genoma. I genomi degli organismi sono entità dinamiche che cambiano nel tempo. Mutazione e ricombinazione sono due tipi di cambiamenti che possono verificarsi nei genomi. Una mutazione si riferisce a un cambiamento nella sequenza nucleotidica di una breve regione di DNA. D'altra parte, la ricombinazione ricostruisce una parte del genoma. Il differenza principale tra la mutazione e la ricombinazione è quella la mutazione porta un riarrangiamento su piccola scala nel genoma mentre la ricombinazione porta un riarrangiamento su larga scala nel genoma.
Aree chiave coperte
1. Cos'è una mutazione
- Definizione, tipi, ruolo
2. Cos'è la ricombinazione
- Definizione, tipi, ruolo
3. Quali sono le somiglianze tra mutazione e ricombinazione
- Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra mutazione e ricombinazione
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: Mutazione cromosomica, DNA, mutazione Frameshift, genoma, ricombinazione omologa, mutazione puntiforme, ricombinazione, ricombinazione sito specifica, trasposizione
Cos'è una mutazione
Una mutazione si riferisce a un cambiamento permanente ed ereditabile nella sequenza nucleotidica di un gene o di un cromosoma. Può insorgere a causa di errori durante la replicazione del DNA o l'effetto dannoso di mutageni come radiazioni e sostanze chimiche. Una mutazione può essere una mutazione puntiforme, che sostituisce un singolo nucleotide con un altro, una mutazione frameshift, che inserisce o cancella uno o alcuni nucleotidi, o una mutazione cromosomica, che altera i segmenti cromosomici.
Point Mutations
Le mutazioni puntiformi sono anche conosciute come sostituzioni in quanto sostituiscono i nucleotidi. Tre tipi di mutazioni puntiformi possono essere identificati in base all'effetto di ciascun tipo di mutazioni. Sono mutazioni missense, mutazioni senza senso e mutazioni silenti. Nel mutazioni missense, l'alterazione di una singola coppia di basi nella sequenza nucleotidica di un gene può alterare un singolo amminoacido, che alla fine può portare alla produzione di una proteina diversa, invece della proteina attesa. Nel mutazioni senza senso, l'alterazione di una singola coppia di basi nella sequenza nucleotidica di un gene può servire come segnale per inibire la traduzione in corso. Ciò può comportare la produzione di una proteina non funzionale, consistente in una sequenza amminoacidica ridotta. Nel mutazioni silenti, il cambiamento può codificare per lo stesso aminoacido a causa della degenerazione del codice genetico o di un secondo amminoacido con proprietà simili. Pertanto, la funzione della proteina non può alterare attraverso la sequenza nucleotidica varia. Sono mostrati diversi tipi di mutazioni puntiformi Figura 1.
Figura 3: Point Mutations
Frameshift Mutations
I tre tipi di mutazioni frameshift sono inserimento, eliminazione e duplicazione. Un inserimento di uno o pochi nucleotidi cambierà il numero di coppie di basi di un gene. cancellazione è la rimozione di un singolo o di alcuni nucleotidi da un gene. Nel duplicazioni, uno o alcuni nucleotidi vengono copiati una o più volte. Quindi, tutte le mutazioni frameshift alterano la cornice di lettura aperta di un gene, introducendo cambiamenti nella sequenza amminoacidica regolare di una proteina. L'effetto di una mutazione frameshift è mostrato in figura 2.
Figura 2: Frameshift Mutations
Mutazione cromosomica
I tipi di alterazioni nei segmenti cromosomici sono traslocazioni, duplicazioni geniche, delezioni intra-cromosomiche, inversioni e perdita di eterozigosità. traslocazioni sono gli interscambi delle parti genetiche dei cromosomi non omologhi. Nel duplicazione genica, possono verificarsi più copie di un particolare allele, aumentando il dosaggio del gene. Delezioni intra-cromosomiche sono le rimozioni di segmenti di cromosomi. inversioni cambia l'orientamento di un segmento cromosomico. heterozygosity di un gene può essere perso a causa della perdita di un allele in un cromosoma mediante delezione o ricombinazione genetica. Le mutazioni cromosomiche sono mostrate in figura 3.
Figura 1: Mutazioni cromosomiche
Il numero di mutazioni nel genoma può essere minimizzato dai meccanismi di riparazione del DNA. La riparazione del DNA può avvenire in due modi come pre-replicativo e post-replicativo. Nella riparazione pre-replicativa del DNA, le sequenze nucleotidiche vengono cercate per errori e vengono riparate prima della replicazione del DNA. Nella riparazione post-replicativa del DNA, il DNA appena sintetizzato viene cercato per gli errori.
Cos'è la ricombinazione
La ricombinazione si riferisce allo scambio di filamenti di DNA, producendo nuovi riarrangiamenti nucleotidici. Si verifica tra regioni con sequenze di nucleotidi simili rompendo e ricongiungendo segmenti di DNA. La ricombinazione è un processo naturale regolato da vari enzimi e proteine. La ricombinazione genetica è importante per mantenere l'integrità genetica e generare diversità genetica. I tre tipi di ricombinazione sono la ricombinazione omologa, la ricombinazione sito-specifica e la trasposizione. Sia la ricombinazione site-specific che la trasposizione possono essere considerate come ricombinazione non cromosomica dove non si verifica lo scambio di sequenze di DNA.
Ricombinazione omologa
La ricombinazione omologa è responsabile del crossing-over meiotico e dell'integrazione del DNA trasferito nel genoma del lievito e dei batteri. È descritto dal Modello di Holliday. Si verifica tra sequenze identiche o quasi identiche di due diverse molecole di DNA che possono condividere l'omologia in una regione limitata. La ricombinazione omologa durante la meiosi è mostrata in figura 4.
Figura 4: Incrocio cromosomico
Ricombinazione specifica del sito
La ricombinazione site-specific avviene tra molecole di DNA con sequenze omologhe molto brevi. È coinvolto nell'integrazione del DNA del batteriofago λ (λ DNA) durante il suo ciclo di infezione nel E. coli genoma.
Recepimento
La trasposizione è un processo utilizzato dalla ricombinazione per trasferire segmenti di DNA tra genomi. Durante la trasposizione, i trasposoni o gli elementi mobili del DNA sono affiancati da una coppia di brevi ripetizioni dirette, facilitando l'integrazione nel secondo genoma attraverso la ricombinazione.
Le ricombinasi sono la classe di enzimi che catalizzano la ricombinazione genetica. La ricombinasi, RecA si trova in E. coli. Nei batteri, la ricombinazione avviene attraverso la mitosi e il trasferimento di materiale genetico tra i loro organismi. In archaea, RadA si trova come l'enzima ricombinasi, che è un ortologo di RecA. Nel lievito, RAD51 si trova come una ricombinasi e DMC1 si trova come una specifica ricombinasi meiotica.
Somiglianze tra mutazione e ricombinazione
- Sia la mutazione che la ricombinazione producono riarrangiamenti nel genoma di un particolare organismo.
- Sia la mutazione che la ricombinazione aiutano a mantenere la natura dinamica di un genoma.
- Sia la mutazione che la ricombinazione possono produrre alterazioni nel regolare funzionamento e nelle caratteristiche di un organismo.
- Sia la mutazione che la ricombinazione producono una variabilità genetica all'interno di una popolazione.
- Sia la mutazione che la ricombinazione portano all'evoluzione poiché portano cambiamenti agli organismi.
Differenza tra mutazione e ricombinazione
Definizione
Mutazione: Una mutazione si riferisce a un cambiamento permanente ed ereditabile nella sequenza nucleotidica di un gene o di un cromosoma.
Ri combinazione: La ricombinazione si riferisce allo scambio di filamenti di DNA, producendo nuovi riarrangiamenti nucleotidici.
Significato
Mutazione: La mutazione è un cambiamento nella sequenza nucleotidica del genoma.
Ri combinazione: La ricombinazione è un riarrangiamento di una parte di un cromosoma.
tipi
Mutazione: I tre tipi di mutazioni sono mutazioni puntiformi, mutazioni frameshift e mutazioni cromosomiche.
Ri combinazione: I tre tipi di ricombinazione sono la ricombinazione omologa, la ricombinazione sito-specifica e la trasposizione.
avvenimento
Mutazione: Una mutazione può essere causata da errori durante la replicazione del DNA.
Ri combinazione: La ricombinazione si verifica durante la preparazione dei gameti.
Influenza ambientale
Mutazione: Le mutazioni possono essere indotte da mutageni esterni.
Ri combinazione: La maggior parte delle ricombinazioni si verificano naturalmente.
Quantità della modifica
Mutazione: Le mutazioni portano cambiamenti su piccola scala al genoma.
Ri combinazione: La ricombinazione porta cambiamenti su larga scala al genoma.
Contributo all'evoluzione
Mutazione: Il contributo delle mutazioni all'evoluzione è minore.
Ri combinazione: La ricombinazione è la principale forza trainante dell'evoluzione.
Ruolo
Mutazione: Le mutazioni producono nuovi alleli, introducendo la variabilità genetica a una particolare popolazione.
Ri combinazione: La ricombinazione porta a riarrangiamenti su vasta scala del genoma degli organismi, portando all'evoluzione.
Conclusione
Mutazione e ricombinazione sono due meccanismi che alterano la sequenza del DNA di un genoma. La mutazione è un'alterazione in una sequenza nucleotidica mentre la ricombinazione altera un'ampia regione del genoma. Poiché l'effetto della ricombinazione su un genoma è superiore a quello della mutazione, la ricombinazione è considerata la principale forza trainante dell'evoluzione. La principale differenza tra la mutazione e la ricombinazione è l'effetto di ciascun meccanismo sulla sequenza nucleotidica del genoma.
Riferimento:
1. Brown, Terence A. "Mutazione, riparazione e ricombinazione". Genomi. 2a edizione., U.S. National Library of Medicine, 1 gennaio 1970, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "Point mutations-it" di Jonsta247 - Opera propria (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "Mutazioni Frameshift (13080927393)" di Genomics Education Program - Mutazioni Frameshift (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
3. "Chromosomes mutations-it" By GYassineMrabetTalk✉Questa immagine vettoriale è stata creata con Inkscape. - Opera propria basata su Chromosomenmutationen.png (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
4. "Crossover 2" di MichelHamels in Wikipedia francese - Trasferito da fr.wikipedia a Commons da Bloody-libu usando CommonsHelper (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
