Différence principale - Mutation vs recombinaison

L'ADN sert de matériel génétique à la plupart des organismes, stockant des informations pour la croissance, le développement et la reproduction. L'ensemble complet de l'ADN d'un organisme est appelé génome. Les génomes des organismes sont des entités dynamiques qui changent avec le temps. La mutation et la recombinaison sont deux types de changements qui peuvent se produire dans les génomes. Une mutation fait référence à un changement dans la séquence nucléotidique d'une courte région de l'ADN. D'autre part, la recombinaison reconstruit une partie du génome. Les différence principale entre mutation et recombinaison est que la mutation entraîne un réarrangement à petite échelle dans le génome alors que la recombinaison entraîne un réarrangement à grande échelle dans le génome.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce qu'une mutation - Définition, types, rôle 2. Qu'est-ce que la recombinaison - Définition, types, rôle 3. Quelles sont les similitudes entre la mutation et la recombinaison – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre mutation et recombinaison – Comparaison des principales différences

Termes clés: mutation chromosomique, ADN, mutation par décalage du cadre de lecture, génome, recombinaison homologue, mutation ponctuelle, recombinaison, recombinaison spécifique à un site, transposition

Qu'est-ce qu'une mutation

Une mutation fait référence à une modification permanente et héréditaire de la séquence nucléotidique d'un gène ou d'un chromosome. Il peut survenir en raison d'erreurs lors de la réplication de l'ADN ou d'effets nocifs de mutagènes tels que les rayonnements et les produits chimiques. Une mutation peut être une mutation ponctuelle, qui remplace un seul nucléotide par un autre, une mutation de décalage du cadre de lecture, qui insère ou supprime un ou quelques nucléotides, ou une mutation chromosomique, qui altère les segments chromosomiques.

Mutations ponctuelles

Les mutations ponctuelles sont également appelées substitutions car elles remplacent les nucléotides. Trois types de mutations ponctuelles peuvent être identifiés en fonction de l'effet de chaque type de mutations. Ce sont des mutations faux-sens, des mutations non-sens et des mutations silencieuses. Dans mutations faux-sens, l'altération d'une seule paire de bases dans la séquence nucléotidique d'un gène peut altérer un seul acide aminé, ce qui peut finalement entraîner la production d'une protéine différente, au lieu de la protéine attendue. Dans mutations absurdes, l'altération d'une seule paire de bases dans la séquence nucléotidique d'un gène peut servir de signal pour inhiber la traduction en cours. Cela peut entraîner la production d'une protéine non fonctionnelle, constituée d'une séquence d'acides aminés raccourcie. Dans mutations silencieuses, le changement peut coder soit pour le même acide aminé en raison de la dégénérescence du code génétique, soit pour un deuxième acide aminé aux propriétés similaires. Par conséquent, la fonction de la protéine peut ne pas être modifiée par la variation de la séquence nucléotidique. Différents types de mutations ponctuelles sont montrés dans Figure 1.

Figure 3: Mutations ponctuelles

Mutations de décalage de cadre

Les trois types de mutations de décalage du cadre de lecture sont l'insertion, la suppression et la duplication. Un insertion d'un seul ou de quelques nucléotides modifiera le nombre de paires de bases d'un gène. Effacement est l'élimination d'un ou de quelques nucléotides d'un gène. Dans doublons, un ou quelques nucléotides sont copiés une ou plusieurs fois. Ainsi, toutes les mutations de décalage du cadre de lecture modifient le cadre de lecture ouvert d'un gène, introduisant des changements dans la séquence d'acides aminés régulière d'une protéine. L'effet d'une mutation de décalage du cadre de lecture est montré dans Figure 2.

Figure 2: Mutations de décalage de trame

Mutation chromosomique

Les types d'altérations dans les segments chromosomiques sont les translocations, les duplications de gènes, les délétions intra-chromosomiques, les inversions et la perte d'hétérozygotie. Déplacements sont les échanges des parties génétiques des chromosomes non homologues. Dans duplication de gènes, plusieurs copies d'un allèle particulier peuvent se produire, augmentant le dosage du gène. Délétions intra-chromosomiques sont les suppressions de segments de chromosomes. Inversions changer l'orientation d'un segment chromosomique. Hétérozygotie d'un gène peut être perdu en raison de la perte d'un allèle dans un chromosome par délétion ou recombinaison génétique. Les mutations chromosomiques sont illustrées à la figure 3.

Figure 1: Mutations chromosomiques

Le nombre de mutations dans le génome peut être minimisé par des mécanismes de réparation de l'ADN. La réparation de l'ADN peut se produire de deux manières: pré-réplicative et post-réplicative. Dans la réparation pré-réplicative de l'ADN, les séquences nucléotidiques sont recherchées pour les erreurs et sont réparées avant la réplication de l'ADN. Dans la réparation de l'ADN post-réplicative, l'ADN nouvellement synthétisé est recherché pour les erreurs.

Qu'est-ce que la recombinaison

La recombinaison fait référence à l'échange de brins d'ADN, produisant de nouveaux réarrangements de nucléotides. Il se produit entre des régions avec des séquences nucléotidiques similaires en cassant et en rejoignant des segments d'ADN. La recombinaison est un processus naturel régulé par diverses enzymes et protéines. La recombinaison génétique est importante pour maintenir l'intégrité génétique et générer une diversité génétique. Les trois types de recombinaison sont la recombinaison homologue, la recombinaison spécifique au site et la transposition. La recombinaison et la transposition spécifiques à un site peuvent être considérées comme une recombinaison non chromosomique où aucun échange de séquences d'ADN ne se produit.

Recombinaison homologue

La recombinaison homologue est responsable du croisement méiotique ainsi que de l'intégration de l'ADN transféré dans les génomes des levures et des bactéries. Il est décrit par le Modèle de vacances. Il se produit entre des séquences identiques ou presque identiques de deux molécules d'ADN différentes qui peuvent partager une homologie dans une région limitée. La recombinaison homologue au cours de la méiose est illustrée à la figure 4.

Figure 4: Croisement chromosomique

Recombinaison spécifique au site

La recombinaison site-spécifique se produit entre des molécules d'ADN avec des séquences homologues très courtes. Il est impliqué dans l'intégration de l'ADN du bactériophage (ADN) au cours de son cycle d'infection dans le génome d'E. coli.

Transposition

La transposition est un processus utilisé par recombinaison pour transférer des segments d'ADN entre les génomes. Lors de la transposition, les transposons ou les éléments mobiles de l'ADN sont flanqués d'une paire de courtes répétitions directes, facilitant l'intégration dans le second génome par recombinaison.

Les recombinases sont la classe d'enzymes qui catalysent la recombinaison génétique. La recombinase RecA se trouve dans E. coli. Chez les bactéries, la recombinaison se produit par la mitose et le transfert de matériel génétique entre leurs organismes. Chez les archées, RadA est l'enzyme recombinase, qui est un orthologue de RecA. Chez la levure, RAD51 se trouve sous forme de recombinase et DMC1 se trouve sous forme de recombinase méiotique spécifique.

Similitudes entre mutation et recombinaison

Différence entre mutation et recombinaison

Définition

Mutation: Une mutation fait référence à une modification permanente et héréditaire de la séquence nucléotidique d'un gène ou d'un chromosome.

Recombinaison: La recombinaison fait référence à l'échange de brins d'ADN, produisant de nouveaux réarrangements de nucléotides.

Importance

Mutation: La mutation est un changement dans la séquence nucléotidique du génome.

Recombinaison: La recombinaison est un réarrangement d'une partie d'un chromosome.

Les types

Mutation: Les trois types de mutations sont les mutations ponctuelles, les mutations de décalage du cadre de lecture et les mutations chromosomiques.

Recombinaison: Les trois types de recombinaison sont la recombinaison homologue, la recombinaison spécifique au site et la transposition.

Occurrence

Mutation: Une mutation peut être causée par des erreurs lors de la réplication de l'ADN.

Recombinaison: La recombinaison se produit lors de la préparation des gamètes.

Influence environnementale

Mutation: Des mutations peuvent être induites par des mutagènes externes.

Recombinaison: La plupart des recombinaisons se produisent naturellement.

Montant du changement

Mutation: Les mutations apportent des changements à petite échelle au génome.

Recombinaison: La recombinaison apporte des changements à grande échelle au génome.

Contribution à l'évolution

Mutation: La contribution des mutations à l'évolution est moindre.

Recombinaison: La recombinaison est le principal moteur de l'évolution.

Rôle

Mutation: Les mutations produisent de nouveaux allèles, introduisant une variabilité génétique dans une population particulière.

Recombinaison: La recombinaison apporte des réarrangements à grande échelle au génome des organismes, conduisant à l'évolution.

Conclusion

La mutation et la recombinaison sont deux mécanismes qui modifient la séquence d'ADN d'un génome. La mutation est une altération d'une séquence nucléotidique tandis que la recombinaison altère une grande région du génome. Puisque l'effet de la recombinaison sur un génome est supérieur à celui de la mutation, la recombinaison est considérée comme le principal moteur de l'évolution. La principale différence entre mutation et recombinaison réside dans l'effet de chaque mécanisme sur la séquence nucléotidique du génome.

Référence:

1. Brown, Terence A. "Mutation, réparation et recombinaison". Génomes. 2e édition., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. « Mutations ponctuelles-en » par Jonsta247 - Travail personnel (GFDL) via Commons Wikimedia 2. « Mutations de décalage de trame (13080927393) » Par Genomics Education Program - Mutations de décalage de trame (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia 3. « Mutations de chromosomes-en ” Par GYassineMrabetTalk✉Cette image vectorielle a été créée avec Inkscape. - Travail personnel basé sur Chromosomenmutationen.png (domaine public) via Commons Wikimedia 4. "Crossover 2" de MichelHamels sur Wikipedia français - Transféré de fr.wikipedia à Commons par Bloody-libu à l'aide de CommonsHelper (domaine public) via Commons Wikimedia