Diferencia entre recombinación homóloga y recombinación específica de sitio

La diferencia clave entre la recombinación homóloga y la recombinación específica de sitio es que, en la recombinación homóloga, el material genético se intercambia entre dos moléculas idénticas de ácidos nucleicos de cadena doble o sencilla, como el ADN o el ARN, mientras que en la recombinación específica de sitio, el intercambio de cadenas de ADN se produce entre segmentos de ADN, que comparten al menos algún grado de homología de secuencia pero no una homología extensa.

La recombinación es el proceso mediante el cual se rompen fragmentos de ADN y se recombinan para crear nuevas combinaciones de alelos. Este proceso crea diversidad genética entre diferentes organismos. También se llama reestructuración genética. Se define como el proceso por el cual se produce el intercambio de material genético entre diferentes organismos para producir descendencia con nuevas combinaciones de alelos que difieren de los que se encuentran en cualquiera de los padres. La recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio son dos tipos de mecanismos de recombinación.

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es la recombinación homóloga?
3. ¿Qué es la recombinación específica del sitio?
4. Similitudes: homólogos y recombinación específica del sitio
5. Recombinación homóloga frente a recombinación específica del sitio en forma tabular
6. Resumen de comparación

¿Qué es la recombinación homóloga?

La recombinación homóloga es una forma de recombinación genética en la que se intercambia material genético entre dos moléculas similares (idénticas) de ácidos nucleicos (ADN o ARN) de cadena doble o cadena sencilla. Es comúnmente utilizado por las células para reparar roturas dañinas que ocurren en ambas cadenas de ADN, conocidas como roturas de doble cadena (DSB). Este proceso se llama Reparación por recombinación homóloga (HRR). Además, la recombinación homóloga en eucariotas genera nuevas combinaciones de secuencias de ADN durante la meiosis. La meiosis es el proceso por el cual los eucariotas producen gametos como espermatozoides y óvulos.

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Figura 01: Recombinación homóloga

Mecanismo de recombinación homóloga

Durante la meiosis, los cromosomas emparejados de los progenitores masculino y femenino se alinean, lo que permite que se crucen secuencias de ADN similares de cromosomas emparejados. Este entrecruzamiento conduce a la mezcla de material genético. La recombinación homóloga tiene lugar con la ayuda de proteínas como PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2, etc. Estas nuevas combinaciones de ADN o alelos producen variación genética en la descendencia. Permite que la población se adapte a lo largo de la evolución.

La recombinación homóloga también es utilizada por bacterias y virus. Esto se denomina "transferencia genética horizontal", un proceso en el que se intercambia material genético entre diferentes cepas y especies de bacterias y virus.

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¿Qué es la recombinación específica del sitio?

La recombinación específica de sitio es un tipo de recombinación genética en la que se produce un intercambio de cadenas de ADN entre segmentos de ADN que comparten al menos cierto grado de homología de secuencia, pero no una homología extensa. Ocurre en la replicación del genoma bacteriano, la patogenia de la diferenciación y el movimiento del elemento genético móvil.

Mecanismo de recombinación específico del sitio

Las enzimas conocidas como recombinasas específicas de sitio (SSR) están involucradas en este proceso. Reconocen y se unen a secuencias de ADN cortas y específicas. Luego cortan la columna vertebral del ADN e intercambian las dos hélices de ADN involucradas. En última instancia, estas enzimas vuelven a unirse a las hebras de ADN.

Figura 02: recombinación específica del sitio

En la mayoría de los casos, la presencia de una enzima recombinasa y sitios de recombinación es suficiente para este proceso. Pero en algunos casos se requieren varias proteínas accesorias o sitios accesorios. Los sistemas de recombinación específicos del sitio son altamente específicos, rápidos y eficientes. Por lo tanto, son herramientas potenciales para la ingeniería genética.

¿Cuáles son las similitudes entre la recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio?

• Son tipos de mecanismos de recombinación.
• Aumentan la variación genética entre diferentes organismos.
• Ambos procesos tienen lugar entre el ADN.
• Utilizan proteínas específicas para el mecanismo de recombinación.
• Ambos tienen lugar tanto en procariotas como en eucariotas.

¿Cuál es la diferencia entre la recombinación homóloga y la recombinación específica de sitio?

La recombinación homóloga es un tipo de recombinación genética en la que se intercambia material genético entre dos moléculas idénticas de ácidos nucleicos de doble o de una sola cadena, como el ADN o el ARN. Por otro lado, la recombinación específica de sitio es un tipo de recombinación genética en la que se produce un intercambio de cadenas de ADN entre segmentos de ADN que comparten al menos cierto grado de homología de secuencia, pero no una homología extensa. Por lo tanto, esta es la diferencia clave entre la recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio. Además, se produce una recombinación homóloga entre cadenas largas de ADN. Por el contrario, la recombinación específica de sitio se produce entre secuencias cortas de ADN. Por lo tanto, esta es otra diferencia significativa entre la recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio.

A continuación se muestra una lista de diferencias entre la recombinación homóloga y la recombinación dirigida al sitio en forma tabular.

Resumen comparativo: homólogos frente a recombinación específica del sitio

La recombinación genética implica el intercambio de material genético entre múltiples cromosomas o entre diferentes regiones del mismo cromosoma. La recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio son dos tipos de mecanismos de recombinación. La recombinación homóloga ocurre entre ADN con una homología de secuencia extensa. La recombinación específica del sitio ocurre entre ADN sin una homología extensa. Por lo tanto, esto resume la diferencia entre la recombinación homóloga y la recombinación específica del sitio.

Relación:

1. Heyer, Wolf-Dietrich, et al. "Regulación de la recombinación homóloga en eucariotas". Revisión anual de genética, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 2010, disponible aquí.
2. "Recombinación específica del sitio". Recombinación específica del sitio: una descripción general | Temas de ScienceDirect, disponibles aquí.

Imagen de cortesía:

1. "HR en meiosis" Por Emw - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "SUrot" de Jürgen Bode - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia