Nyckelskillnaden mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination är att homolog rekombination sker genom stränginvasion för att producera rekombinanta kromosomer, medan icke-homolog rekombination äger rum genom slutbearbetning för att täta dubbelsträngade brott.
Rekombination är en viktig process för genomisk evolution och diversifiering. Processen genom vilken skadat DNA repareras är mekanismen för genetisk rekombination. Homolog rekombination består av en serie inbördes relaterade vägar som hjälper till att reparera dubbelsträngade DNA-brott och tvärbindningar mellan strängarna. Icke-homolog rekombination är en väg som också är associerad med dubbelsträngsreparation av DNA, särskilt i högre eukaryoter.
Vad är homolog rekombination?
Homolog rekombination är en typ av genetisk rekombination som äger rum under meios. De parade kromosomerna från manliga och kvinnliga föräldrar anpassar sig under homolog rekombination så att liknande DNA-sekvenser från parade kromosomer korsar varandra. Detta är känt som strandinvasion. Sådana korsningar resulterar i att genetiskt material blandas, vilket orsakar genetisk variation bland avkomman. Homolog rekombination används huvudsakligen för att reparera skadliga brott som uppstår i DNA genom en process som kallas homolog rekombinationsreparation. Sådan DNA-reparation tenderar att resultera i icke-korsande produkter, vilket återställer den skadade DNA-molekylen som den var innan dubbelsträngbrottet.
Figur 01: Homolog rekombination
Homolog rekombination används under horisontell genöverföring för att utbyta genetiskt material mellan olika stammar av bakterier och virus. Homolog rekombination är bevarad bland alla domäner såväl som i DNA- och RNA-virus. Således är homolog rekombination nästan en universell biologisk mekanism. Detta är starkt förknippat med ökad känslighet för cancer, geninriktning och genterapi. Det är viktigt vid celldelning i eukaryoter. Homolog rekombination reparerar DNA-skador orsakade av joniserande strålning eller skadliga kemikalier. Förutom DNA-reparation hjälper det också till att producera genetisk mångfald genom meiotisk celldelning för att bli specialiserade könsceller.
Vad är icke-homolog rekombination?
Icke-homolog rekombination är en väg som reparerar DNA-dubbelsträngsbrott. Det hänvisas till som icke-homologt eftersom brytningen slutar direkt ligera utan behov av en homolog mall. Denna väg styrs vanligtvis av korta DNA-sekvenser som kallas mikrohomologier. Dessa finns i enkelsträngade överhäng på ändarna av dubbelsträngsbrott i DNA.
Figur 02: Icke-homolog rekombination
Icke-homolog rekombination reparerar brottet exakt när dessa överhäng är perfekt kompatibla. Olämplig icke-homolog rekombination leder till translokation och telomerfusion i tumörceller. Icke-homolog rekombinationsväg finns i nästan alla biologiska system och är den dominerande dubbelsträngsbrottsreparationsvägen hos däggdjur. Under inaktiveringen av denna väg repareras dubbelsträngbrotten av en mer felbenägen väg. Reparationer genom denna väg leder till radering av DNA-sekvenser mellan mikrohomologier. Arkéer och bakterier saknar en icke-homolog väg. Däremot använder eukaryoter ett antal proteiner under icke-homolog rekombinationsväg. Detta sker i steg som ändbindning och tjudra, slutbearbetning och ligering.
Vilka är likheterna mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination?
- Homolog och icke-homolog rekombination är genetiska rekombinanta vägar.
- Båda reparerar dubbelsträngsbrott i DNA.
- Rekombination sker mellan DNA-strängar under båda processerna.
- Dessutom äger de huvudsakligen rum i eukaryoter.
- De är viktiga för geninriktning och genterapi.
Vad är skillnaden mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination?
Homolog rekombination äger rum genom stränginvasion för att producera rekombinanta kromosomer, medan icke-homolog rekombination äger rum genom slutbearbetning för att täta dubbelsträngade brott. Detta är alltså nyckelskillnaden mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination. Homolog rekombination äger också rum mellan långa DNA-strängar medan icke-homolog rekombination styrs av korta DNA-sekvenser. Dessutom sker homolog rekombination i eukaryoter, bakterier och virus medan icke-homolog rekombination huvudsakligen äger rum i eukaryoter.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – homolog vs icke-homolog rekombination
Homolog rekombination är en typ av genetisk rekombination som sker under meios med behov av en mall. Samtidigt är icke-homolog rekombination en väg som reparerar DNA-dubbelsträngsbrott. Det hänvisas till som icke-homologt eftersom brytningen slutar direkt ligera utan behov av en homolog mall. Dessutom sker homolog rekombination genom stränginvasion för att producera rekombinanta kromosomer. Medan den icke-homologa rekombinationen äger rum genom slutbearbetning för att täta dubbelsträngade brott. Dessutom sker homolog rekombination mellan långa DNA-strängar och i eukaryoter, bakterier och virus. Men icke-homolog rekombination styrs av korta DNA-sekvenser och sker huvudsakligen i eukaryoter. Så detta sammanfattar skillnaden mellan homolog rekombination och icke-homolog rekombination.
