突然変異と組換えの違い
目次:
主な違い–突然変異と組換え
DNAはほとんどの生物の遺伝物質として機能し、成長、発達、生殖のための情報を保存します。生物のDNAの完全なセットは、ゲノムと呼ばれます。生物のゲノムは、時間とともに変化する動的な存在です。突然変異と組換えは、ゲノムで発生する可能性のある2種類の変化です。突然変異とは、DNAの短い領域のヌクレオチド配列の変化を指します。一方、組換えはゲノムの一部を再構築します。 NS 主な違い 突然変異と組換えの間はそれです 突然変異はゲノムに小規模な再配列をもたらしますが、組換えはゲノムに大規模な再配列をもたらします.
対象となる主要分野
1.突然変異とは何ですか –定義、タイプ、役割 2.組換えとは –定義、タイプ、役割 3.突然変異と組換えの類似点は何ですか –共通機能の概要 4.突然変異と組換えの違いは何ですか –主な違いの比較
重要な用語：染色体変異、DNA、フレームシフト変異、ゲノム、相同組換え、点変異、組換え、部位特異的組換え、転位
突然変異とは何ですか
突然変異とは、遺伝子または染色体のヌクレオチド配列の永続的で遺伝的な変化を指します。これは、DNA複製中のエラー、または放射線や化学物質などの変異原物質の有害な影響が原因で発生する可能性があります。突然変異は、単一のヌクレオチドを別のヌクレオチドに置き換える点突然変異、1つまたはいくつかのヌクレオチドを挿入または削除するフレームシフト突然変異、または染色体セグメントを変更する染色体突然変異である可能性があります。
点突然変異
点突然変異は、ヌクレオチドを置き換えるため、置換としても知られています。各タイプの突然変異の影響に基づいて、3つのタイプの点突然変異を特定できます。それらは、ミスセンス変異、ナンセンス変異、およびサイレント変異です。の ミスセンス変異、遺伝子のヌクレオチド配列の単一の塩基対の変化は、単一のアミノ酸を変化させる可能性があり、その結果、予想されるタンパク質ではなく、最終的に異なるタンパク質が生成される可能性があります。の ナンセンス変異、遺伝子のヌクレオチド配列における単一の塩基対の変化は、進行中の翻訳を阻害するためのシグナルとして役立つ可能性がある。これにより、短縮されたアミノ酸配列からなる非機能性タンパク質が生成される可能性があります。の サイレントミューテーション、変更は、遺伝暗号の縮退による同じアミノ酸、または同様の特性を持つ2番目のアミノ酸のいずれかをコードする可能性があります。したがって、タンパク質の機能は、ヌクレオチド配列が変化しても変化しない可能性があります。さまざまな種類の点突然変異を図1に示します。
図3：点突然変異
フレームシフト変異
フレームシフト変異には、挿入、削除、複製の3種類があります。 NS 挿入 単一または数ヌクレオチドの数は、遺伝子の塩基対の数を変更します。 消す 遺伝子からの単一または数ヌクレオチドの除去です。の 重複、1つまたはいくつかのヌクレオチドが1回または数回コピーされます。したがって、すべてのフレームシフト変異は遺伝子のオープンリーディングフレームを変更し、タンパク質の通常のアミノ酸配列に変化をもたらします。フレームシフト変異の影響を図2に示します。
図2：フレームシフト変異
染色体突然変異
染色体セグメントの変化のタイプは、転座、遺伝子重複、染色体内欠失、逆位、およびヘテロ接合性消失です。 転座 非相同染色体の遺伝的部分の交換です。の 遺伝子重複 、特定の対立遺伝子の複数のコピーが発生する可能性があり、遺伝子の投与量が増加します。 染色体内欠失 染色体のセグメントの除去です。 反転 染色体セグメントの方向を変更します。 ヘテロ接合性 遺伝子の一部は、欠失または遺伝子組換えによって1つの染色体の対立遺伝子が失われるために失われる可能性があります。染色体変異を図3に示します。
図1：染色体変異
ゲノム内の突然変異の数は、DNA修復メカニズムによって最小限に抑えることができます。 DNA修復は、複製前と複製後の2つの方法で発生する可能性があります。複製前のDNA修復では、ヌクレオチド配列のエラーが検索され、DNA複製の前に修復されます。複製後のDNA修復では、新しく合成されたDNAのエラーが検索されます。
組換えとは
組換えとは、DNA鎖の交換を指し、新しいヌクレオチドの再配列を生成します。これは、DNAセグメントを切断して再結合することにより、類似したヌクレオチド配列を持つ領域間で発生します。組換えは、さまざまな酵素やタンパク質によって調節される自然なプロセスです。遺伝子組換えは、遺伝的完全性を維持し、遺伝的多様性を生み出す上で重要です。組換えの3つのタイプは、相同組換え、部位特異的組換え、および転置です。部位特異的組換えと転位の両方は、DNA配列の交換が起こらない非染色体組換えと見なすことができます。
相同組換え
相同組換えは、減数分裂の乗換えと、トランスファーされたDNAの酵母および細菌ゲノムへの統合に関与します。それはによって記述されています ホリデーモデル。これは、限られた領域で相同性を共有できる2つの異なるDNA分子の同一またはほぼ同一の配列間で発生します。減数分裂中の相同組換えを図4に示します。
図4：染色体の乗換え
部位特異的組換え
部位特異的組換えは、相同配列が非常に短いDNA分子間で起こります。バクテリオファージλのDNA（λDNA）の感染サイクル中の大腸菌ゲノムへの組み込みに関与しています。
移調
転位は、ゲノム間でDNAセグメントを転移するために組換えによって使用されるプロセスです。転置中、トランスポゾンまたは可動性DNAエレメントは、短い直接反復のペアに隣接し、組換えによる2番目のゲノムへの統合を促進します。
リコンビナーゼは、遺伝子組換えを触媒する酵素のクラスです。リコンビナーゼであるRecAは大腸菌に含まれています。バクテリアでは、組換えは有糸分裂とそれらの生物間の遺伝物質の移動を通して起こります。古細菌では、RadAはRecAのオルソログであるリコンビナーゼ酵素として見られます。酵母では、RAD51はリコンビナーゼとして、DMC1は特定の減数分裂リコンビナーゼとして見られます。
突然変異と組換えの類似点
突然変異と組換えの違い
意味
突然変異： 突然変異とは、遺伝子または染色体のヌクレオチド配列の永続的で遺伝的な変化を指します。
組換え： 組換えとは、DNA鎖の交換を指し、新しいヌクレオチドの再配列を生成します。
意義
突然変異： 突然変異は、ゲノムのヌクレオチド配列の変化です。
組換え： 組換えは染色体の一部の再配列です。
タイプ
突然変異： 突然変異の3つのタイプは、点突然変異、フレームシフト突然変異、および染色体突然変異です。
組換え： 組換えの3つのタイプは、相同組換え、部位特異的組換え、および転置です。
発生
突然変異： 突然変異は、DNA複製中のエラーによって引き起こされる可能性があります。
組換え： 配偶子の準備中に組換えが起こります。
環境への影響
突然変異： 突然変異は外部変異原によって誘発される可能性があります。
組換え： ほとんどの組換えは自然に起こります。
変更額
突然変異： 突然変異はゲノムに小規模な変化をもたらします。
組換え： 組換えはゲノムに大規模な変化をもたらします。
進化への貢献
突然変異： 進化への突然変異の寄与は少ないです。
組換え： 組換えは進化の主要な原動力です。
役割
突然変異： 突然変異は新しい対立遺伝子を生み出し、特定の集団に遺伝的多様性をもたらします。
組換え： 組換えは、生物のゲノムに大規模な再配列をもたらし、進化をもたらします。
結論
突然変異と組換えは、ゲノムのDNA配列を変更する2つのメカニズムです。突然変異はヌクレオチド配列の変化であり、組換えはゲノムの広い領域を変化させます。ゲノムに対する組換えの影響は突然変異の影響よりも高いため、組換えは進化の主要な推進力と見なされています。突然変異と組換えの主な違いは、ゲノムのヌクレオチド配列に対する各メカニズムの影響です。
リファレンス：
1.ブラウン、テレンスA.「突然変異、修復および組換え」。ゲノム。第2版。 、米国国立医学図書館、1970年1月1日、こちらから入手できます。
画像提供：
1. Jonsta247による「点突然変異-en」–コモンズウィキメディアによる自作（GFDL）2。「フレームシフト突然変異（13080927393）」Genomics Education Programによる–コモンズウィキメディアによるフレームシフト突然変異（CC BY 2.0）3。「染色体突然変異-en 」byGYassineMrabetTalk✉このベクター画像はInkscapeで作成されました。 – Commons Wikimedia 4を介したChromosomenmutationen.png（パブリックドメイン）に基づく独自の作業–フランス語版ウィキペディアのMichelHamelsによる「Crossover2」– Commons Wikimediaを介したCommonsHelper（パブリックドメイン）を使用したBloody-libuによるfr.wikipediaからCommonsへの転送
