ההבדל העיקרי בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר הוא שברקומבינציה הומולוגית, חומר גנטי מוחלף בין שתי מולקולות זהות של חומצות גרעין דו-גדיליות או חד-גדיליות כגון DNA או RNA, בעוד שבאתר- רקומבינציה ספציפית, החלפת גדילי DNA מתרחשת בין מקטעי DNA שיש להם לפחות מידה מסוימת של הומולוגיה של רצף אך ללא הומולוגיה נרחבת.
Recombination הוא התהליך שבו פיסות DNA נשברות ומשולבות מחדש כדי לייצר שילובים חדשים של אללים. תהליך זה יוצר מגוון גנטי בין אורגניזמים שונים.זה נקרא גם עירוב גנטי. זה מוגדר כתהליך שבו מתרחשת חילופי חומר גנטי בין אורגניזמים שונים כדי לייצר צאצאים עם שילובים חדשים של אללים שונים מאלה שנמצאים אצל כל אחד מההורים. רקומבינציה הומולוגית ורקומבינציה ספציפית לאתר הם שני סוגים של מנגנוני רקומבינציה.
מהו ריקומבינציה הומולוגית?
רקומבינציה הומולוגית היא סוג של רקומבינציה גנטית שבה מחליפים חומר גנטי בין שתי מולקולות דומות (זהות) של חומצות גרעין דו-גדיליות או חד-גדיליות (DNA או RNA). הוא נמצא בשימוש נרחב על ידי תאים כדי לתקן שברים מזיקים המתרחשים בשני גדילי ה-DNA, הידועים בשם שבירה כפולה (DSB). תהליך זה נקרא תיקון הומולוגי ריקומבינציוני (HRR). כמו כן, רקומבינציה הומולוגית באאוקריוטים מייצרת שילובים חדשים של רצפי DNA במהלך המיוזה. מיוזיס הוא התהליך שבו האוקריוטים מייצרים גמטות כמו זרע ותאי ביצית.
איור 01: Recombination הומולוגי
מנגנון ריקומבינציה הומולוגי
במהלך המיוזה, הכרומוזומים המזווגים מההורה הזכרי והנקבה מיושרים כך שלרצפי DNA דומים מכרומוזומים מזווגים יש הזדמנות לחצות זה את זה. מעבר זה מביא לדשדוש של חומרים גנטיים. רקומבינציה הומולוגית מתבצעת בעזרת חלבונים כגון PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 וכו'. שילובים חדשים אלו של DNA או אללים מייצרים שונות גנטית בצאצאים. זה מאפשר לאוכלוסייה להסתגל במהלך האבולוציה.
רקומבינציה הומולוגית משמשת גם חיידקים ווירוסים. זה נקרא "העברת גנים אופקית", תהליך המחליף חומר גנטי בין זנים ומינים שונים של חיידקים ווירוסים.
מהו ריקומבינציה ספציפית לאתר?
ריקומבינציה ספציפית לאתר היא סוג של רקומבינציה גנטית שבה מתרחשת החלפת גדילי DNA בין מקטעי DNA שיש להם לפחות מידה מסוימת של הומולוגיה של רצף אך ללא הומולוגיה נרחבת. זה מתרחש בשכפול גנום חיידקי, פתוגנזה של התמיינות ותנועה של אלמנט גנטי נייד.
מנגנון ריקומבינציה ספציפי לאתר
אנזימים הידועים בתור רקומבינאזות ספציפיות לאתר (SSRs) מעורבים בתהליך זה. הם מזהים ונקשרים לרצפי DNA קצרים וספציפיים. ואז הם מבקעים את עמוד השדרה של ה-DNA ומחליפים את שני סלילי ה-DNA המעורבים. בסופו של דבר, אנזימים אלה מצטרפים מחדש לגדילי ה-DNA.
איור 02: ריקומבינציה ספציפית לאתר
ברוב המקרים, נוכחות של אנזים רקומבינאז ואתרי רקומבינציה מספיקים לתהליך זה. אבל במקרים מסוימים, נדרשים מספר חלבוני עזר או אתרי עזר. מערכות ריקומבינציה ספציפיות לאתר הן מאוד ספציפיות, מהירות ויעילות. לכן, הם מהווים כלים פוטנציאליים להנדסה גנטית.
מהם הדמיון בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר?
- הם סוגים של מנגנוני ריקומבינציה.
- הם משפרים את השונות הגנטית בין אורגניזמים שונים.
- שני התהליכים מתרחשים בין DNA.
- הם משתמשים בחלבונים ספציפיים למנגנון ריקומבינציה.
- שניהם מתרחשים בפרוקריוטים כמו גם באוקריוטים.
מה ההבדל בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר?
רקומבינציה הומולוגית היא סוג של רקומבינציה גנטית שבה מחליפים חומר גנטי בין שתי מולקולות זהות של חומצות גרעין דו-גדיליות או חד-גדיליות כגון DNA או RNA. מצד שני, רקומבינציה ספציפית לאתר היא סוג של רקומבינציה גנטית שבה מתרחשת החלפת גדילי DNA בין מקטעי DNA שיש להם לפחות מידה מסוימת של הומולוגיה של רצף אך ללא הומולוגיה נרחבת. אז זה ההבדל העיקרי בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר. יתר על כן, רקומבינציה הומולוגית מתרחשת בין גדילי DNA ארוכים. לעומת זאת, רקומבינציה ספציפית לאתר מתרחשת בין רצפי DNA קצרים. לפיכך, זהו הבדל משמעותי נוסף בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר.
להלן רשימה של הבדלים בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר בצורה טבלאית.
סיכום השוואה – קומבינציה הומולוגית מול אתר ספציפי
ריקומבינציה גנטית כוללת החלפה של חומר גנטי בין מספר כרומוזומים או בין אזורים שונים של אותו כרומוזום. רקומבינציה הומולוגית ורקומבינציה ספציפית לאתר הם שני סוגים של מנגנוני רקומבינציה. רקומבינציה הומולוגית מתרחשת בין DNA עם הומולוגיה נרחבת של רצף. רקומבינציה ספציפית לאתר מתרחשת בין DNA ללא הומולוגיה נרחבת. לפיכך, זה מסכם את ההבדל בין רקומבינציה הומולוגית לרקומבינציה ספציפית לאתר.
