Pendidikan

Perbedaan Mutasi dan Rekombinasi

Perbedaan-Mutasi-dan-Rekombinasi

Perbedaan Utama – Mutasi vs Rekombinasi. DNA berfungsi sebagai materi genetik sebagian besar organisme, menyimpan informasi untuk pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi. Seperangkat lengkap DNA suatu organisme disebut sebagai genom.

Genom organisme adalah entitas dinamis yang berubah seiring waktu. Mutasi dan rekombinasi adalah dua jenis perubahan yang dapat terjadi pada genom. Mutasi mengacu pada perubahan urutan nukleotida dari wilayah DNA yang pendek. Di sisi lain, rekombinasi merekonstruksi bagian dari genom. Perbedaan utama antara mutasi dan rekombinasi adalah mutasi yang membawa penataan ulang skala kecil dalam genom sementara rekombinasi membawa penataan ulang skala besar dalam genom.

Pengertian Mutasi

Mutasi mengacu pada perubahan permanen dan diwariskan dalam urutan nukleotida suatu gen atau kromosom. Hal ini dapat timbul karena kesalahan selama replikasi DNA atau efek merusak dari mutagen seperti radiasi dan bahan kimia. Suatu mutasi dapat berupa mutasi titik, yang menggantikan nukleotida tunggal dengan yang lain, mutasi frameshift, yang menyisipkan atau menghapus satu atau beberapa nukleotida, atau mutasi kromosom , yang mengubah segmen kromosom.

Mutasi Titik

Mutasi titik juga dikenal sebagai substitusi karena mereka menggantikan nukleotida. Tiga jenis mutasi titik dapat diidentifikasi berdasarkan efek dari setiap jenis mutasi. Mereka adalah mutasi missense, mutasi nonsense, dan mutasi diam.

Dalam mutasi missense, perubahan pasangan basa tunggal dalam urutan nukleotida gen dapat mengubah asam amino tunggal, yang akhirnya dapat menghasilkan protein yang berbeda, bukan protein yang diharapkan.

Dalam mutasi nonsense, perubahan pasangan basa tunggal dalam urutan nukleotida gen dapat berfungsi sebagai sinyal untuk menghambat terjemahan yang sedang berlangsung. Ini dapat menghasilkan produksi protein non-fungsional, yang terdiri dari sekuens asam amino yang diperpendek.

Dalam mutasi diam, perubahan dapat kode baik untuk asam amino yang sama karena degenerasi kode genetik atau asam amino kedua dengan sifat serupa. Oleh karena itu, fungsi protein tidak dapat berubah melalui urutan nukleotida bervariasi.

Mutasi Frameshift

Tiga jenis mutasi frameshift adalah penyisipan, penghapusan, dan duplikasi. Penyisipan satu atau beberapa nukleotida akan mengubah jumlah pasangan basa gen. Penghapusan adalah penghapusan satu atau beberapa nukleotida dari gen. Dalam duplikasi, satu atau beberapa nukleotida disalin sekali atau beberapa kali. Jadi, semua mutasi frameshift mengubah kerangka baca terbuka gen, memperkenalkan perubahan pada urutan asam amino biasa dari suatu protein.

Mutasi Kromosom

Jenis-jenis perubahan dalam segmen kromosom adalah translokasi, duplikasi gen, delesi intra-kromosom, inversi, dan hilangnya heterozigositas. Translokasi adalah susunan bagian-bagian genetik kromosom nonhomologous. Dalam duplikasi gen, banyak salinan dari alel tertentu dapat terjadi, meningkatkan dosis gen. Penghapusan intra-kromosom adalah penghapusan segmen kromosom. Inversi mengubah orientasi segmen kromosom. Heterozygositas suatu gen dapat hilang karena hilangnya alel dalam satu kromosom oleh penghapusan atau rekombinasi genetik.

Jumlah mutasi pada genom dapat diminimalkan dengan mekanisme Perbaikan DNA. Perbaikan DNA dapat terjadi dalam dua cara sebagai pra-replikatif dan pasca-replikatif. Dalam perbaikan DNA pra-replikatif, urutan nukleotida dicari untuk kesalahan dan diperbaiki sebelum replikasi DNA. Dalam perbaikan DNA pasca-replikasi, DNA yang baru disintesis mencari kesalahan.

Pengertian Rekombinasi

Rekombinasi mengacu pada pertukaran untaian DNA, menghasilkan penyusunan ulang nukleotida baru. Terjadi antara daerah-daerah dengan urutan nukleotida yang sama dengan memecah dan menyambung kembali segmen DNA. Rekombinasi adalah proses alami yang diatur oleh berbagai enzim dan protein. Rekombinasi genetik penting dalam menjaga integritas genetik dan menghasilkan keragaman genetik. Ketiga jenis rekombinasi tersebut adalah rekombinasi homolog, rekombinasi spesifik-situs, dan transposisi. Kedua rekombinasi dan transposisi spesifik-situs dapat dianggap sebagai rekombinasi non-kromosom di mana tidak ada pertukaran sekuens DNA terjadi.

Rekombinasi Homologus

Rekombinasi homolog bertanggung jawab untuk meiotic cross-over serta integrasi DNA yang ditransfer ke dalam ragi dan genom bakteri. Ini dijelaskan oleh model Holliday. Terjadi antara urutan identik atau hampir identik dari dua molekul DNA yang berbeda yang dapat berbagi homologi di wilayah terbatas.

Rekombinasi Situs Spesifik

Rekombinasi situs spesifik terjadi antara molekul DNA dengan sekuens homolog yang sangat singkat. Hal ini terlibat dalam integrasi DNA dari bakteriofag λ (λ DNA) selama siklus infeksinya ke dalam genom E. coli .

Transposisi

Transposisi adalah proses yang digunakan oleh rekombinasi untuk mentransfer segmen DNA di antara genom. Selama transposisi, transposon atau elemen DNA bergerak diapit oleh sepasang pengulangan langsung pendek, memfasilitasi integrasi ke dalam genom kedua melalui rekombinasi.

Rekombinasi adalah kelas enzim yang mengkatalisis rekombinasi genetik. Rekombinase, RecA ditemukan dalam E. coli. Pada bakteri, rekombinasi terjadi melalui mitosis dan transfer materi genetik antara organisme mereka. Dalam archaea, RadA ditemukan sebagai enzim rekombinase, yang merupakan ortholog dari RecA. Dalam ragi, RAD51 ditemukan sebagai rekombinase dan DMC1 ditemukan sebagai rekatinase meiosis spesifik.

Persamaan Antara Mutasi dan Rekombinasi

  • Baik mutasi dan rekombinasi menghasilkan penyusunan ulang dalam genom organisme tertentu.
  • Baik mutasi maupun rekombinasi membantu menjaga sifat dinamis dari genom.
  • Baik mutasi maupun rekombinasi dapat menghasilkan perubahan dalam fungsi dan karakteristik teratur dari suatu organisme.
  • Baik mutasi dan rekombinasi menghasilkan keragaman genetik dalam suatu populasi.
  • Baik mutasi dan rekombinasi mengarah pada evolusi karena mereka membawa perubahan pada organisme.

Perbedaan Antara Mutasi dan Rekombinasi

Definisi

  • Mutasi: Mutasi mengacu pada perubahan permanen dan diwariskan dalam urutan nukleotida gen atau kromosom.
  • Rekombinasi: Rekombinasi mengacu pada pertukaran untaian DNA, menghasilkan penyusunan ulang nukleotida baru.

Makna

  • Mutasi: Mutasi adalah perubahan urutan nukleotida genom.
  • Rekombinasi: Rekombinasi adalah penataan ulang bagian dari kromosom.

Jenis

  • Mutasi: Tiga jenis mutasi adalah mutasi titik, mutasi frameshift, dan mutasi kromosom.
  • Rekombinasi: Ketiga jenis rekombinasi ini adalah rekombinasi homolog, rekombinasi spesifik lokasi, dan transposisi.

Kejadian

  • Mutasi: Mutasi dapat disebabkan oleh kesalahan selama replikasi DNA.
  • Rekombinasi: Rekombinasi terjadi selama persiapan gamet.

Pengaruh Lingkungan

  • Mutasi: Mutasi dapat disebabkan oleh mutagen eksternal.
  • Rekombinasi: Kebanyakan rekombinasi terjadi secara alami.

Jumlah Perubahan

  • Mutasi: Mutasi membawa perubahan skala kecil pada genom.
  • Rekombinasi: Rekombinasi membawa perubahan berskala besar pada genom.

Kontribusi untuk Evolusi

  • Mutasi: Kontribusi mutasi terhadap evolusi kurang.
  • Rekombinasi: Rekombinasi adalah kekuatan pendorong utama evolusi.

Peran

  • Mutasi: Mutasi menghasilkan alel baru, memperkenalkan variabilitas genetik ke populasi tertentu.
  • Rekombinasi: Rekombinasi membawa penyusunan ulang skala besar ke genom organisme, yang mengarah ke evolusi.

Kesimpulan

Mutasi dan rekombinasi adalah dua mekanisme yang mengubah urutan DNA dari genom. Mutasi adalah perubahan dalam urutan nukleotida sementara rekombinasi mengubah wilayah besar genom. Karena efek rekombinasi pada genom lebih tinggi daripada mutasi, rekombinasi dianggap sebagai kekuatan pendorong utama evolusi. Perbedaan utama antara mutasi dan rekombinasi adalah efek dari masing-masing mekanisme pada urutan nukleotida genom.