Unterschied zwischen Rekombination und Überkreuzung
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Hauptunterschied - Rekombination vs Crossing Over
Rekombination und Kreuzung sind zwei korrelierende Prozesse, die zu genetischen Variationen zwischen den Nachkommen führen. Beide Ereignisse treten während der Prophase 1 der Meiose 1 in Eukaryoten auf. Durch die Paarung homologer Chromosomen während der Prophase 1 können Kreuzungen zwischen Nicht-Schwester-Chromatiden auftreten und wiederum die Rekombination erfolgen. Das Kreuzen tritt an Punkten auf, die als Chiasma bezeichnet werden und zwischen Nicht-Schwesterchromatiden entstehen. Chiasma erlaubt den Austausch von DNA-Segmenten zwischen Nicht-Schwesterchromatiden. Dieser Austausch von DNA-Segmenten führt zu neuen Allelkombinationen zwischen den Nachkommen, die als genetische Rekombination identifiziert werden. Das Hauptunterschied zwischen Rekombination und Kreuzung ist das Rekombination ist die Produktion von verschiedenen Allelkombinationen in der Nachkommenschaft, während Kreuzung der Austausch von genetischem Material zwischen Nichtschwesterchromatiden ist, dem Ereignis, das Rekombination erzeugt.
Dieser Artikel enthält,
1. Was ist Rekombination?
- Definition, Prozess, Funktion
2. Was ist das Überkreuzen?
- Definition, Prozess, Funktion
3. Was ist der Unterschied zwischen Rekombination und Crossing Over?
Was ist Rekombination?
Die Produktion von Nachkommen mit unterschiedlichen Merkmalskombinationen im Vergleich zu ihren Eltern wird in der Genetik als Rekombination bezeichnet. Die genetische Rekombination ist oft ein natürlicher Prozess. Eukaryotische genetische Rekombination tritt während der Prophase 1 der Meiose 1 auf. Meiose ist der Prozess der Erzeugung von Gameten für die sexuelle Fortpflanzung. Die Variationen der Gene in den Gameten führen zur Produktion von genetisch unterschiedlichen Nachkommen.
Eukaryotische genetische Rekombination erfolgt durch homologe Chromosomenpaarung, gefolgt vom Austausch genetischer Informationen zwischen Nicht-Schwesterchromatiden. Die homologe Chromosomenpaarung wird als Synapsis bezeichnet. Der Austausch genetischer Informationen kann entweder durch physische Übertragung oder durch nicht physische Übertragung erfolgen. Die physische Übertragung genetischer Informationen erfolgt durch den Austausch von Chromosomensegmenten zwischen Nicht-Schwesterchromatiden. Andererseits können Abschnitte genetischen Materials in einem Chromosom auf ein anderes Chromosom kopiert werden, ohne dass die Teile der Chromosomen physikalisch ausgetauscht werden müssen. Dieses Kopieren von genetischer Information erfolgt durch Syntheseabhängiges Strang-Annealing (SDSA), Dies ermöglicht den Austausch von Informationen, nicht jedoch den physischen Austausch von DNA-Stücken. Das Doppelte Holliday-Kreuzung (DHJ) Weg ist ein weiteres Modell zum Kopieren von genetischer Information, was zur nicht-physischen Übertragung von genetischer Information führt. Sowohl SDSA- als auch DHJ-Pfade werden durch eine Lücke oder einen Doppelstrangbruch eingeleitet, gefolgt von der Invasion von Strängen, um mit dem Kopieren der genetischen Information zu beginnen. Daher werden sowohl SDSA- als auch DHJ-Wege als Reparaturmechanismen betrachtet. Das Kopieren von Informationen kann entweder Nicht-Crossover- (NCO) oder Crossover-Typ (CO) der flankierenden Bereiche sein. Während des NCO-Typs tritt eine Reparatur des gebrochenen Strangs auf, wobei nur ein Chromosom, das den Doppelstrangbruch enthält, mit der neuen Information übertragen wird. Während des CO-Typs werden beide Chromosomen mit neuen genetischen Informationen übertragen. Die SDSA- und DHJ-Modelle sind in beschrieben Abbildung 1.
Abbildung 1: Homologe Rekombination
Während der Mitose kann der Austausch von genetischem Material zwischen den Schwesterchromatiden stattfinden, nachdem die DNA-Replikation in der Interphase abgeschlossen ist. Es werden jedoch keine neuen Allelkombinationen hergestellt, da der Austausch zwischen identischen DNA-Molekülen erfolgt, die durch die Replikation erzeugt werden.
Rekombinasen sind die Klasse von Enzymen, die die genetische Rekombination katalysieren. Die Rekombinase RecA befindet sich in E coli. Bei Bakterien erfolgt die Rekombination durch Mitose und die Übertragung von genetischem Material zwischen ihren Organismen. In Archaeen wird RadA als Rekombinaseenzym gefunden, das ein Ortholog von RecA ist. In Hefe wird RAD51 als Rekombinase und DMC1 als spezifische meiotische Rekombinase gefunden.
Was ist das Überkreuzen?
Der Austausch von DNA-Segmenten zwischen Nicht-Schwesterchromatiden während der Synapse wird als Kreuzung bezeichnet. Die Überkreuzung tritt während der Prophase 1 der Meiose 1 auf. Sie erleichtert die genetische Rekombination durch Austausch der genetischen Informationen und Erzeugung neuer Allelkombinationen.
Die Synapsis eines homologen Chromosomenpaares wird durch die Bildung zweier synaptonemaler Komplexe zwischen den beiden erreicht p Arme und q Arme von jedem Chromosom. Dieses enge Halten der beiden homologen Chromosomen ermöglicht den Austausch genetischer Informationen zwischen den beiden Nichtschwesterchromatiden. Die Nicht-Schwesterchromatiden enthalten übereinstimmende DNA-Regionen, die durch Chiasmata-Regionen ausgetauscht werden können. Das Chiasma ist eine X-ähnliche Region, in der die beiden Nichtschwesterchromatiden beim Überkreuzen miteinander verbunden sind. Die Bildung des Chiasmas stabilisiert die Bivalente oder die Chromosomen bis zu ihrer Segregation an der Metaphase 1.
Die Kreuzung wird durch den Abbau ähnlicher DNA-Bereiche initiiert, die innerhalb des homologen Chromosomenpaares auftreten. Doppelstrangbrüche können entweder durch das Spo11-Protein oder durch DNA-schädigende Mittel in das DNA-Molekül eingeführt werden. Dann werden die 5'-Enden der DNA-Kanten durch Exonukleasen gespalten. Dieser Verdau führt 3'-Überhänge in die DNA-Kanten der DNA-Stränge ein. Die einzelsträngigen 3'-Überhänge sind mit Rekombinasen, Dmc 1 und Rad51, überzogen, die Nukleoproteinfilamente erzeugen. Das Eindringen dieses 3'-Überhangs in das Nicht-Schwester-Chromatid wird durch Rekombinasen katalysiert. Dieser 3'-Überhang befällt die DNA-Synthese, wobei der DNA-Strang des Nicht-Schwester-Chromatids als Vorlage verwendet wird. Die sich daraus ergebende Struktur wird als Kreuzstrangaustausch oder Holliday-Kreuzung bezeichnet. Diese Holliday-Verbindung wird durch Rekombinasen entlang des Chiasmas gezogen.
Abbildung 2: Eine Holliday-Kreuzung
Unterschied zwischen Rekombination und Überkreuzung
Definition
Rekombination: Die Produktion einer Nachkommenschaft, die im Vergleich zu ihren Eltern unterschiedliche Merkmalskombinationen enthält, wird als Rekombination bezeichnet.
Überqueren: Der Austausch von DNA-Segmenten zwischen Nicht-Schwesterchromatiden während der Synapse wird als Kreuzung bezeichnet.
Korrespondenz
Rekombination: Überquerung führt zu genetischer Rekombination.
Überqueren: Synapsis führt zur Überfahrt.
Funktion
Rekombination: Rekombination erzeugt genetische Variation unter den Nachkommen. Es funktioniert auch als Reparaturmechanismus für Doppelstrangbrüche während der Meiose.
Überqueren: Crossing over wirkt sich auf die genetische Rekombination zwischen Chromosomen aus.
Fazit
Rekombination und Crossover sind zwei eng miteinander verwandte Ereignisse, die während der Synapse auftreten. Während der Synapse werden homologe Chromosomen von den Synaptonem-Komplexen festgehalten. Dieses enge Halten ermöglicht, dass die chromosomale Kreuzung zwischen Nicht-Schwesterchromatiden auftritt. Der Punkt, an dem die Kreuzung stattfindet, wird als Chiasma bezeichnet. Die Struktur mit vier Strängen, bei der der physikalische Austausch von genetischem Material stattfindet, wird als Holliday-Verbindung bezeichnet. Der Austausch von genetischem Material kann unphysikalisch durch das Kopieren von DNA-Segmenten in ein zweites Chromosom erfolgen. Der Austausch von genetischem Material führt zu Variationen der Allele zwischen den Nachkommen. Die Bildung verschiedener Allelkombinationen der Nachkommen wird als Rekombination bezeichnet. Rekombination funktioniert auch als Reparaturmechanismus, um die Doppelstrangbrüche zu korrigieren. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Rekombination und Kreuzung.
Referenz:
1. "Genetische Rekombination". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14. März 2017. Web. 16. März 2017.
2. "Chromosomen-Crossover". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 13. März 2017. Web. 16. März 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Homologe Rekombination" von Harris Bernstein, Carol Bernstein und Richard E. Michod - Kapitel 19 in DNA Repair. Inna Kruman Redakteurin. InTech Open Publisher. DOI: 10.5772 / 25117 (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Mao-4armjunction-schema" Von Chengde Mao - Mao, Chengde (Dezember 2004). "Die Entstehung der Komplexität: Lehren aus der DNA". PLoS Biology 2 (12): 2036-2038. DOI: 10.1371 / journal.pbio.0020431. ISSN 1544-9173. (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia
