Perbezaan Utama - Mutasi vs Pengumpulan Semula

DNA berfungsi sebagai bahan genetik kebanyakan organisma, menyimpan maklumat untuk pertumbuhan, perkembangan dan pembiakan. Set lengkap DNA organisma disebut sebagai genom. Genom organisma adalah entiti dinamik yang berubah dari masa ke masa. Mutasi dan penggabungan semula adalah dua jenis perubahan yang boleh berlaku pada genom. Mutasi merujuk kepada perubahan urutan nukleotida pada kawasan DNA yang pendek. Sebaliknya, pengumpulan semula menyusun semula sebahagian genom. The perbezaan utama antara mutasi dan penggabungan semula adalah bahawa mutasi membawa penyusunan semula skala kecil dalam genom sedangkan penggabungan membawa penyusunan semula skala besar dalam genom.

Kawasan Utama Dilindungi

1. Apa itu Mutasi - Definisi, Jenis, Peranan 2. Apa itu Pengumpulan Semula - Definisi, Jenis, Peranan 3. Apakah Persamaan Antara Mutasi dan Pengumpulan Semula - Garis Besar Ciri Umum 4. Apakah Perbezaan Antara Mutasi dan Pengumpulan Semula - Perbandingan Perbezaan Utama

Syarat Utama: Mutasi Kromosom, DNA, Mutasi Pergeseran Bingkai, Genom, Penggabungan Homologis, Mutasi Titik, Penggabungan Semula, Penggabungan Khusus Tapak, Transposisi

Apa itu Mutasi

Mutasi merujuk kepada perubahan kekal dan boleh diwariskan dalam urutan nukleotida gen atau kromosom. Ia boleh timbul kerana kesalahan semasa replikasi DNA atau kesan kerosakan mutagen seperti radiasi dan bahan kimia. Mutasi boleh menjadi mutasi titik, yang menggantikan satu nukleotida tunggal dengan yang lain, mutasi pergeseran bingkai, yang memasukkan atau menghapus satu atau beberapa nukleotida, atau mutasi kromosom, yang mengubah segmen kromosom.

Titik Mutasi

Mutasi titik juga dikenali sebagai pengganti kerana ia menggantikan nukleotida. Tiga jenis mutasi titik dapat dikenal pasti berdasarkan kesan setiap jenis mutasi. Mereka adalah mutasi missense, mutasi omong kosong, dan mutasi senyap. Dalam mutasi kehilangan, perubahan pasangan asas tunggal dalam urutan nukleotida gen boleh mengubah asid amino tunggal, yang akhirnya dapat menghasilkan protein yang berbeza, bukan protein yang diharapkan. Dalam mutasi karut, perubahan pasangan asas tunggal dalam urutan nukleotida gen boleh berfungsi sebagai isyarat untuk menghalang terjemahan berterusan. Ini boleh menghasilkan protein yang tidak berfungsi, yang terdiri daripada urutan asid amino yang dipendekkan. Dalam mutasi senyap, perubahan boleh memberi kod sama ada untuk asid amino yang sama kerana degenerasi kod genetik atau asid amino kedua dengan sifat yang serupa. Oleh itu, fungsi protein mungkin tidak berubah melalui urutan nukleotida yang berbeza-beza. Jenis mutasi titik yang berbeza ditunjukkan dalam rajah 1.

Rajah 3: Mutasi Titik

Mutasi Pergeseran Framesh

Tiga jenis mutasi pergeseran bingkai adalah penyisipan, penghapusan, dan pendua. Seorang sisipan satu atau beberapa nukleotida akan mengubah bilangan pasangan asas gen. Penghapusan adalah penyingkiran satu atau beberapa nukleotida dari gen. Dalam pendua, satu atau beberapa nukleotida disalin sekali atau beberapa kali. Jadi, semua mutasi perubahan fram mengubah kerangka pembacaan terbuka gen, memperkenalkan perubahan pada urutan asid amino biasa protein. Kesan mutasi pergeseran bingkai ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2: Mutasi Pergeseran Framesh

Mutasi Kromosom

Jenis perubahan pada segmen kromosom adalah translokasi, pendua gen, penghapusan intra-kromosom, penyongsangan, dan kehilangan heterozigositi. Translokasi adalah pertukaran bahagian genetik kromosom bukan homologi. Dalam penduaan gen, banyak salinan alel tertentu boleh berlaku, meningkatkan dos gen. Penghapusan intra-kromosom adalah penyingkiran segmen kromosom. Penukaran ubah orientasi segmen kromosom. Heterozigositi gen boleh hilang kerana kehilangan alel dalam satu kromosom dengan penghapusan atau penggabungan genetik. Mutasi kromosom ditunjukkan pada gambar 3.

Rajah 1: Mutasi Kromosom

Jumlah mutasi dalam genom dapat diminimumkan dengan mekanisme Pembaikan DNA. Pembaikan DNA boleh berlaku dalam dua cara seperti pra-replikasi dan pasca-replikasi. Dalam pembaikan DNA pra-replikasi, urutan nukleotida dicari untuk kesilapan dan diperbaiki sebelum replikasi DNA. Dalam pembaikan DNA pasca-replikasi, DNA yang baru disintesis mencari kesilapan.

Apa itu Pengumpulan Semula

Pengumpulan semula merujuk kepada pertukaran helai DNA, menghasilkan penyusunan semula nukleotida baru. Ia berlaku di antara kawasan dengan urutan nukleotida yang serupa dengan memecahkan dan bergabung semula segmen DNA. Pengumpulan semula adalah proses semula jadi yang diatur oleh pelbagai enzim dan protein. Pengumpulan semula genetik penting dalam mengekalkan integriti genetik dan menghasilkan kepelbagaian genetik. Tiga jenis penggabungan semula adalah pengumpulan semula homolog, penggabungan spesifik lokasi, dan transposisi. Kedua-dua penggabungan dan transposisi khusus tapak boleh dianggap sebagai penggabungan semula bukan kromosom di mana tidak berlaku pertukaran urutan DNA.

Pengumpulan Semula Homolog

Pengumpulan semula homolog bertanggungjawab untuk penyebaran meiotik serta penyatuan DNA yang dipindahkan ke dalam genom ragi dan bakteria. Ia dijelaskan oleh Model Holliday. Ia berlaku antara urutan yang serupa atau hampir sama dari dua molekul DNA yang berbeza yang dapat berkongsi homologi di kawasan yang terhad. Pengumpulan semula homolog semasa meiosis ditunjukkan pada rajah 4.

Gambar 4: Penyeberangan Kromosom

Pengumpulan Semula Khusus Tapak

Pengumpulan semula laman web berlaku di antara molekul DNA dengan urutan homolog yang sangat pendek. Ia terlibat dalam penyatuan DNA bakteriofag λ (λ DNA) semasa kitaran jangkitannya ke dalam genom E. coli.

Transposisi

Transposisi adalah proses yang digunakan oleh pengumpulan semula untuk memindahkan segmen DNA antara genom. Semasa transposisi, transposon atau elemen DNA bergerak diapit oleh sepasang pengulangan langsung pendek, memudahkan penyatuan ke dalam genom kedua melalui pengumpulan semula.

Recombinases adalah kelas enzim yang menjadi pemangkin pengumpulan semula genetik. Recombinase, RecA terdapat di E. coli. Pada bakteria, pengumpulan semula berlaku melalui mitosis dan pemindahan bahan genetik antara organisma mereka. Di archaea, RadA dijumpai sebagai enzim recombinase, yang merupakan ortologi RecA. Dalam ragi, RAD51 dijumpai sebagai recombinase dan DMC1 dijumpai sebagai recombinase meiotik tertentu.

Persamaan Antara Mutasi dan Pengumpulan Semula

Perbezaan Antara Mutasi dan Pengumpulan Semula

Definisi

Mutasi: Mutasi merujuk kepada perubahan kekal dan boleh diwariskan dalam urutan nukleotida gen atau kromosom.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula merujuk kepada pertukaran helai DNA, menghasilkan penyusunan semula nukleotida baru.

Kepentingan

Mutasi: Mutasi adalah perubahan dalam urutan nukleotida genom.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula adalah penyusunan semula sebahagian kromosom.

Jenis-Jenis

Mutasi: Tiga jenis mutasi adalah mutasi titik, mutasi pergeseran bingkai, dan mutasi kromosom.

Pengumpulan semula: Tiga jenis penggabungan semula adalah pengumpulan semula homolog, penggabungan spesifik lokasi, dan transposisi.

Kejadian

Mutasi: Mutasi boleh disebabkan oleh kesalahan semasa replikasi DNA.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula berlaku semasa penyediaan gamet.

Pengaruh Persekitaran

Mutasi: Mutasi boleh disebabkan oleh mutagen luaran.

Pengumpulan semula: Sebilangan besar pengumpulan semula berlaku secara semula jadi.

Jumlah Perubahan

Mutasi: Mutasi membawa perubahan kecil pada genom.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula membawa perubahan besar pada genom.

Sumbangan kepada Evolusi

Mutasi: Sumbangan mutasi terhadap evolusi kurang.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula adalah pendorong utama evolusi.

Peranan

Mutasi: Mutasi menghasilkan alel baru, memperkenalkan kebolehubahan genetik kepada populasi tertentu.

Pengumpulan semula: Pengumpulan semula membawa penyusunan semula skala besar ke genom organisma, yang membawa kepada evolusi.

Kesimpulannya

Mutasi dan penggabungan semula adalah dua mekanisme yang mengubah urutan DNA genom. Mutasi adalah perubahan dalam urutan nukleotida sementara penggabungan mengubah kawasan genom yang besar. Oleh kerana kesan pengumpulan semula pada genom lebih tinggi daripada mutasi, pengumpulan semula dianggap sebagai pendorong utama evolusi. Perbezaan utama antara mutasi dan penggabungan semula adalah kesan setiap mekanisme pada urutan nukleotida genom.

Rujukan:

1. Brown, Terence A. "Mutasi, Pembaikan dan Pengumpulan Semula." Genom. Edisi ke-2., Perpustakaan Perubatan Nasional A.S., 1 Januari 1970, Terdapat di sini.

Gambar Kesopanan:

1. "Titik mutasi-en" Oleh Jonsta247 - Karya sendiri (GFDL) melalui Commons Wikimedia 2. "Frameshift mutations (13080927393)" Oleh Genomics Education Program - Frameshift mutations (CC BY 2.0) melalui Commons Wikimedia 3. "Chromosomes mutations-en "Oleh GYassineMrabetTalk✉ Gambar vektor ini dibuat dengan Inkscape. - Karya sendiri berdasarkan Chromosomenmutationen.png (Domain Awam) melalui Wikimedia Commons 4. "Crossover 2" Oleh MichelHamels di Wikipedia Perancis - Dipindahkan dari fr.wikipedia ke Commons oleh Bloody-libu menggunakan CommonsHelper (Domain Awam) melalui Commons Wikimedia