Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng homologous recombination at non-homologous recombination ay ang homologous recombination ay nagaganap sa pamamagitan ng strand invasion upang makabuo ng mga recombinant na chromosome, habang ang non-homologous recombination ay nagaganap sa pamamagitan ng end processing para ma-seal ang double-stranded break.
Ang Recombination ay isang mahalagang proseso para sa genomic evolution at diversification. Ang proseso ng pag-aayos ng nasirang DNA ay ang mekanismo ng genetic recombination. Ang homologous recombination ay binubuo ng isang serye ng magkakaugnay na mga landas na tumutulong sa pag-aayos ng double-stranded DNA break at inter-strand crosslinks. Ang non-homologous recombination ay isang pathway na nauugnay din sa DNA double-strand repair, lalo na sa mas matataas na eukaryote.
Ano ang Homologous Recombination?
Ang Homologous recombination ay isang uri ng genetic recombination na nagaganap sa panahon ng meiosis. Ang magkapares na chromosome mula sa lalaki at babaeng magulang ay nakahanay sa panahon ng homologous recombination upang ang magkatulad na DNA sequence mula sa magkapares na chromosome ay tumatawid sa isa't isa. Ito ay kilala bilang strand invasion. Ang ganitong mga crossover ay nagreresulta sa pag-shuffling ng genetic material, na nagdudulot ng genetic variation sa mga supling. Ang homologous recombination ay pangunahing ginagamit upang ayusin ang mga mapaminsalang break na nagaganap sa DNA sa pamamagitan ng prosesong tinatawag na homologous recombination repair. Ang ganitong pag-aayos ng DNA ay may posibilidad na magresulta sa mga hindi crossover na produkto, na nagpapanumbalik ng nasirang molekula ng DNA gaya noong bago ang double-strand break.
Figure 01: Homologous Recombination
Ang homologous recombination ay ginagamit sa panahon ng horizontal gene transfer upang makipagpalitan ng genetic material sa pagitan ng iba't ibang strain ng bacteria at virus. Ang homologous recombination ay pinananatili sa lahat ng domain gayundin sa DNA at RNA virus. Kaya, ang homologous recombination ay halos isang unibersal na biological na mekanismo. Mahigpit itong nauugnay sa tumaas na pagkamaramdamin sa kanser, pag-target sa gene, at therapy sa gene. Ito ay mahalaga sa cell division sa mga eukaryotes. Ang homologous recombination ay nag-aayos ng mga pinsala sa DNA na dulot ng ionizing radiation o mga nakakapinsalang kemikal. Bilang karagdagan sa pag-aayos ng DNA, nakakatulong din itong gumawa ng genetic diversity sa pamamagitan ng meiotic cell division para maging specialized gamete cell.
Ano ang Non-Homologous Recombination?
Ang Non-homologous recombination ay isang pathway na nag-aayos ng mga double-strand break ng DNA. Ito ay tinutukoy bilang non-homologous dahil ang break ay direktang nagtatapos sa ligate nang hindi nangangailangan ng isang homologous na template. Ang landas na ito ay karaniwang ginagabayan ng mga maikling DNA sequence na tinatawag na microhomologies. Ang mga ito ay umiiral sa mga single-stranded na overhang sa mga dulo ng DNA double-strand break.
Figure 02: Non-homologous Recombination
Non-homologous recombination ay tumpak na nag-aayos ng break kapag ang mga overhang na ito ay ganap na magkatugma. Ang hindi naaangkop na non-homologous recombination ay humahantong sa translocation at telomere fusion sa mga tumor cells. Ang non-homologous recombination pathway ay umiiral sa halos lahat ng biological system at ito ang nangingibabaw na double-strand break repair pathway sa mga mammal. Sa panahon ng inactivation ng pathway na ito, ang double-strand break ay kinukumpuni ng mas madaling error na pathway. Ang mga pag-aayos sa landas na ito ay humahantong sa pagtanggal ng mga pagkakasunud-sunod ng DNA sa pagitan ng mga microhomologies. Ang archaea at bacteria ay kulang sa isang non-homologous pathway. Sa kaibahan, ang mga eukaryote ay gumagamit ng isang bilang ng mga protina sa panahon ng non-homologous recombination pathway. Nagaganap ito sa mga hakbang gaya ng end binding at tethering, end processing, at ligation.
Ano ang Mga Pagkakatulad sa pagitan ng Homologous Recombination at Non-homologous Recombination?
- Ang homologous at non-homologous recombination ay genetic recombinant pathways.
- Parehong nagkukumpuni ng mga double-strand break sa DNA.
- Ang recombination ay nagaganap sa pagitan ng mga DNA strand sa parehong proseso.
- Bukod dito, ang mga ito ay pangunahing nagaganap sa mga eukaryote.
- Mahalaga ang mga ito sa pag-target sa gene at gene therapy.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Homologous Recombination at Non-homologous Recombination?
Ang homologous recombination ay nagaganap sa pamamagitan ng strand invasion upang makabuo ng mga recombinant na chromosome, habang ang non-homologous na recombination ay nagaganap sa pamamagitan ng pagtatapos ng pagproseso upang ma-seal ang double-stranded break. Kaya, ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng homologous recombination at non-homologous recombination. Gayundin, ang homologous recombination ay nagaganap sa pagitan ng mahabang DNA strands habang ang non-homologous recombination ay ginagabayan ng maikling DNA sequence. Bukod dito, nagaganap ang homologous recombination sa mga eukaryote, bacteria, at virus habang ang non-homologous recombination ay pangunahing nagaganap sa mga eukaryote.
Ipinapakita ng infographic sa ibaba ang mga pagkakaiba sa pagitan ng homologous recombination at non-homologous recombination sa tabular form para sa side by side comparison.
Buod – Homologous vs Non-homologous Recombination
Ang Homologous recombination ay isang uri ng genetic recombination na nagaganap sa panahon ng meiosis na nangangailangan ng template. Samantala, ang non-homologous recombination ay isang pathway na nag-aayos ng mga double-strand break ng DNA. Ito ay tinutukoy bilang non-homologous dahil ang break ay direktang nagtatapos sa ligate nang hindi nangangailangan ng isang homologous na template. Bukod dito, nagaganap ang homologous recombination sa pamamagitan ng strand invasion upang makabuo ng mga recombinant chromosome. Samantalang, ang non-homologous recombination ay nagaganap sa pamamagitan ng pagtatapos ng pagproseso upang ma-seal ang double-stranded break. Bukod dito, nagaganap ang homologous recombination sa pagitan ng mahabang DNA strands at sa mga eukaryotes, bacteria, at virus. Ngunit, ang non-homologous recombination ay ginagabayan ng maikling DNA sequence at nangyayari pangunahin sa mga eukaryote. Kaya, ibinubuod nito ang pagkakaiba sa pagitan ng homologous recombination at non-homologous recombination.
