Forskjellen mellom rekombinasjon og kryssing over

Hovedforskjell - Recombination vs Crossing Over

Rekombinasjon og kryssing er to korrelerende prosesser, noe som fører til genetiske variasjoner blant avkomene. Begge hendelsene oppstår under profase 1 av meiose 1 i eukaryoter. Sammenkoblingen av homologe kromosomer under profase 1 gjør at krysset over finner sted og krysser over mellom ikke-søsterkromatider, som igjen gjør at rekombinasjonen kan forekomme. Kryssing skjer på poeng kalt chiasma, som opprettes mellom ikke-søsterkromatider. Chiasma tillater utveksling av DNA-segmenter mellom ikke-søsterkromatider. Denne utvekslingen av DNA-segmenter produserer nye kombinasjoner av alleler blant avkom, som er identifisert som genetisk rekombinasjon. De hovedforskjell mellom rekombinasjon og kryssing over er det rekombination er produksjonen av forskjellige kombinasjoner av alleler i avkommet mens kryssing over er utveksling av genetisk materiale mellom ikke-søsterkromatider, hendelsen som frembringer rekombinasjon.

Denne artikkelen inneholder, 

1. Hva er Recombination
      - Definisjon, prosess, funksjon
2. Hva krysser over
      - Definisjon, prosess, funksjon
3. Hva er forskjellen mellom Recombination og Crossing Over

Hva er Recombination

Produksjon av avkom med forskjellige kombinasjoner av egenskaper sammenlignet med foreldrene deres, er kjent som rekombinasjon i genetikk. Genetisk rekombinasjon er ofte en naturlig prosess. Eukaryotisk genetisk rekombination skjer under profase 1 av meiose 1. Meiosis er prosessen med å produsere gameter for seksuell reproduksjon. Variasjonene av gener i gametene fører til produksjon av genetisk varierte avkom.

Eukaryotisk genetisk rekombination skjer gjennom homolog kromatosparring, etterfulgt av utveksling av genetisk informasjon mellom ikke-søsterkromatider. Den homologe kromosomparring er kjent som synapsis. Utvekslingen av genetisk informasjon kan oppstå ved fysisk overføring eller ikke fysisk overføring. Den fysiske overføringen av genetisk informasjon skjer gjennom utveksling av kromosomsegmenter mellom ikke-søsterkromatider. På den annen side kan deler av genetisk materiale i ett kromosom kopieres til et annet kromosom uten fysisk utveksling av delene av kromosomer. Denne kopieringen av genetisk informasjon skjer gjennom synteseavhengig strengglødning (SDSA), som tillater utveksling av informasjon, men ikke fysisk utveksling av DNA-stykker. De dobbelt Holliday veikryss (DHJ) Sti er en annen modell for kopiering av genetisk informasjon, som fører til ikke-fysisk overføring av genetisk informasjon. Både SDSA- og DHJ-veier initieres av en gap- eller dobbeltstrengspause, etterfulgt av invasjonen av tråder for å starte kopieringen av genetisk informasjon. Således betraktes både SDSA- og DHJ-veier som reparasjonsmekanismer. Kopiering av informasjon kan være enten ikke-crossover (NCO) eller crossover (CO) typer av flankerende regioner. Under NCO-typen skjer en reparasjon av den ødelagte strengen, bare ett kromosom, som holder dobbeltstrengspausen, overføres med den nye informasjonen. Under CO-typen overføres begge kromosomer med ny genetisk informasjon. SDSA- og DHJ-modellene er beskrevet i Figur 1.

Figur 1: Homolog rekombinasjon

Under mitose kan utveksling av genetisk materiale forekomme mellom søsterkromatider etter at DNA-replikasjonen er fullført ved interfasen. Men nye allelkombinasjoner produseres ikke siden utvekslingen skjer mellom identiske DNA-molekyler, som produseres ved replikasjonen. 

Rekombinaser er klassen av enzymer som katalyserer den genetiske rekombinasjonen. Rekombinasen, RecA er funnet i E coli. I bakterier skjer rekombination gjennom mitose og overføring av genetisk materiale mellom deres organismer. I arkea er RadA funnet som rekombinase-enzymet, som er en ortholog av RecA. I gjær er RAD51 funnet som en rekombinase, og DMC1 er funnet som en spesifikk meotisk rekombinase.

Hva krysser over

Utvekslingen av DNA-segmenter mellom ikke-søsterkromatider under synapsis er kjent som krysset over. Kryssing skjer i løpet av profasen 1 av meiose 1. Den letter den genetiske rekombinasjonen ved å utveksle den genetiske informasjonen og produsere nye kombinasjoner av alleler.

Synapsis av et homologt kromosompar oppnås ved dannelsen av to synaptonemal-komplekser mellom de to p armer og q armer av hvert kromosom. Denne tette holdingen av de to homologe kromosomene tillater utveksling av genetisk informasjon mellom de to ikke-søsterkromatider. Ikke-søsterkromatidene inneholder matchende DNA-regioner, som kan utveksles gjennom chiasmata-regioner. Chiasma er en X-lignende region, hvor de to ikke-søsterkromatidene er sammenføyt under kryssing over. Formasjonen av chiasma stabiliserer bivalentene eller kromosomene til deres segregering ved metafasen 1.

Kryssing er initiert ved nedbryting av lignende DNA-regioner som forekommer i det homologe kromosomparet. Dobbeltstrengspauser kan bli introdusert til DNA-molekylet enten med Spo11-protein eller DNA-skadelige midler. Deretter fordøyes 5'-enden av DNA-kanter av exonukleaser. Denne fordøyelsen introduserer 3 'overhangs i DNA-kanter av DNA-strengene. De enkeltstrengede 3'-overhengene er belagt med rekombinaser, Dmc 1 og Rad51, som produserer nukleoproteinfilamenter. Invasjonen av dette 3'-overhenget i ikke-søster-kromatidet katalyseres av rekombinaser. Dette invaderte 3 'overhang primer DNA-syntesen, ved hjelp av ikke-søsterkromatidets DNA-streng som mal. Den resulterende strukturen er kjent som kryssstrengbyttet eller Holliday-krysset. Denne Holliday krysset trekkes langs chiasma av recombinaser.

Figur 2: En Holliday veikryss

Forskjellen mellom rekombinasjon og kryssing over

Definisjon

rekombinasjon: Produksjonen av et avkom som inneholder forskjellige kombinasjoner av egenskaper sammenlignet med foreldrene deres, kalles rekombination.

Krysser over: Utvekslingen av DNA-segmenter mellom ikke-søsterkromatider under synapsis er kjent som krysse over.

Korrespondanse

rekombinasjon:  Kryssing fører til genetisk rekombination.

Krysser over: Synapsis fører til krysset over.

Funksjon

rekombinasjon: Rekombinasjon gir genetisk variasjon blant avkomene. Det fungerer også som en reparasjonsmekanisme for dobbeltstrengspauser under meiosis.

Krysser over: Crossing over utøver til den genetiske rekombinasjonen mellom kromosomer.

Konklusjon

Rekombinasjon og kryssing er to nært beslektede hendelser som oppstår under synapsis. Under synapsis holdes homologe kromosomer tett fast av synaptonemal-kompleksene. Denne stramme holdingen gjør at kromosomalt kryss over kan forekomme mellom ikke-søsterkromatider. Poenget der krysset over oppstår, er kjent som chiasmaen. De fire strengene strukturen der fysisk utveksling av genetisk materiale oppstår er kjent som Holliday krysset. Utvekslingen av genetisk materiale kan forekomme ikke fysisk ved kopiering av DNA-segmenter til et andre kromosom. Utvekslingen av genetisk materiale fører til variasjonene av allelen blant avkomene. Dannelsen av forskjellig kombinasjon av alleler blant avkomene er kjent som rekombinasjonen. Rekombinasjon fungerer også som en reparasjonsmekanisme for å korrigere dobbeltstrengspausene. Dette er hovedforskjellen mellom rekombinasjon og kryssing over.

Henvisning:
1. "Genetisk rekombinasjon." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14. mars 2017. Web. 16. mars 2017.
2. "Chromosomal crossover." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 13. mars 2017. Web. 16. mars 2017.

Bilde Courtesy:
1. "Homolog Recombination" av Harris Bernstein, Carol Bernstein og Richard E. Michod - Kapittel 19 i DNA Reparasjon. Inna Kruman redaktør. InTech Open Publisher. DOI: 10.5772 / 25117 (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Mao-4armjunction-skjematisk" Av Chengde Mao - Mao, Chengde (desember 2004). "Oppkomsten av kompleksitet: Leksjoner fra DNA". PLoS Biology 2 (12): 2036-2038. DOI: 10,1371 / journal.pbio.0020431. ISSN 1544-9173. (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia