Izmaiņu mērogs, kas notiek genomos mutācijas un rekombinācijas dēļ, ir galvenā atšķirība starp šiem diviem procesiem. Mutācija un rekombinācija ir divi procesi, kas laika gaitā maina genomu. Lai arī abi procesi nav saistīti, tie pastāvīgi veido genomu. Lielākā daļa no šīm izmaiņām netiek nodotas nākamajai paaudzei, taču dažas izmaiņas ļoti ietekmēs pēcnācējus, nosakot sugas likteni. Izmaiņas, kas notiek ar somatisko šūnu DNS, parasti nav iedzimtas, turpretim izmaiņas, kas notiek DNS dzimumšūnu šūnās, var būt iedzimtas. Turklāt, ja šīs izmaiņas ir destruktīvas, tad tas var ievērojami kaitēt šūnai, orgānam, organismam vai pat sugai. Ja tās ir konstruktīvas izmaiņas, tad galu galā tās var būt izdevīgas sugām.
Mutācija tiek definēta kā neliela mēroga izmaiņas genoma nukleotīdu secībā un izmaiņas netiek labotas, atjaunojot fermentus. Šīs mutācijas var būt vienas bāzes izmaiņas (punktu mutācijas), maza mēroga ievietošana vai dzēšana. Aģenti, kas izraisa mutāciju, ir zināmi kā mutagēni. Visizplatītākie mutagēni ir kļūdaina replikācija, ķīmiskas vielas un radiācija. Ķīmiskās vielas un radiācija maina nukleotīda struktūru, un, ja izmaiņas netiek labotas, tad mutācija būs pastāvīga.
Ir vairāki fermenti, kas labo šīs DNS mutācijas, piemēram, metil-guanīns, metil-transferāze un DNS polimerāze III. Šie fermenti skenēs kļūdas un bojājumus pirms šūnu dalīšanas sākuma (pirmsreplikācijas) un pēc šūnu dalīšanas (pēcreplikatīvas).
Mutācija kodēšanas reģionā (t.i., DNS reģionos, kur tiek glabāta olbaltumvielu translācijas secība) var būt kaitīga šūnai, orgānam vai organismam (punktu mutācija kodona trešajā pamatnē parasti nerada kaitējumu - klusa mutācija).
Piemēram: - sirpjveida šūnu anēmija ir slimība, ko izraisa punktveida mutācija.
Nekodētā DNS mutācijas rada mazāku varbūtību nodarīt kaitējumu, lai gan, ja tā ir iedzimta, tā var būt kaitīga, ja mutācija izraisa kluso gēnu aktivizēšanu.
Ir zināms, ka ievietošanas vai dzēšanas mutācijas pārbīdīs lasīšanas rāmi (kadru maiņas mutācijas), kas izraisa nepilnīgu olbaltumvielu sintēzi, izraisot nāvējošas slimības cilvēkiem.
Lai gan vairums mutāciju ir kaitīgas, ir arī dažas mutācijas, kas ir labvēlīgas. Piemēram, lielākā daļa eiropiešu ir izturīgi pret HIV infekciju, jo evolūcijas laikā notika punktu mutācija.
Rekombinācija ir liela mēroga izmaiņu process genoma nukleotīdu secībā un kas ir parasti to neizlabo ar DNS bojājumu atjaunošanas mehānismiem. Pastāv divu veidu rekombinācijas: krosoveru un nekrosoveru rekombinācija. Krosovera rekombinācija ir homologo hromosomu DNS fragmentu apmaiņas rezultāts, veidojot dubultu brīvdienu krustojumu. Rekombinācija bez krosoveriem notiek no sintēzes atkarīgas virknes atkvēlināšana, ja nenotiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp hromosomām. Tā vietā vienas hromosomas secība tiek kopēta un ievietota spraugā otrā hromosomā, un šablona hromosomas secība paliek neskarta.
Rekombinācija var notikt hromosomā, parasti starp divām māsu hromatīdām (transpozīcija).
Meiozes laikā dzimumšūnu šūnās rekombinācija ir bieži novērots process starp nehomoloģiskām hromosomām. Somatiskajās šūnās rekombinācija notiek starp homologām hromosomām.
Rekombinācija ir būtiska B šūnu ražošanas laikā. Ir arī dažas remonta sistēmas, kas ietver rekombināciju.
Gan mutācija, gan rekombinācija ir procesi, kas maina genoma nukleotīdu secību. Abi procesi izraisa šūnu, orgānu un organismu defektus, kas var būt letāli. Abi procesi var būt labvēlīgi organismiem, kā arī sugām. Arī abi procesi ir svarīgi procesi evolūcijas laikā. Tomēr starp šiem diviem procesiem ir arī dažas atšķirības. Apskatīsim viņus.
• Mutācija ir process, kas nelielā mērogā maina genoma nukleotīdu secību, un izmaiņas netiek koriģētas, atjaunojot fermentus.
• Rekombinācija ir galvenais process, kas lielā mērā maina genoma nukleotīdu secību, un izmaiņas parasti neizlabo ar DNS bojājumu atjaunošanas mehānismiem..
• Mutācija - punktu mutācija un kadru maiņa
• Rekombinācija - krosoveru rekombinācija un krosoveru rekombinācija
• Mutācija - mutācijas ierosinātāji ietver kļūdainu replikāciju, ķīmiskas vielas un starojumu.
• Rekombinācija - rekombinācija ir enzīmu kontrolēts mehānisms.
• Izmaiņas var notikt nejaušās genoma vietās.
• Rekombinācija parasti ir atkarīga no vietas.
• Mutāciju var labot, izmantojot kamerā esošās remonta sistēmas.
• Rekombinācija dažreiz ir labošanas process.
• Mutācijas var notikt jebkurā laikā.
• Šūnu dalīšanas laikā notiek rekombinācija.
• Mutācija nekopē gēnus.
• Rekombinācija var kopēt gēnus genomā.
Attēli Pieklājība: Punktu mutācijas un Tomasa Hanta Morgana ilustrācija par šķērsošanu (1916), izmantojot Wikicommons (Public Domain)