Генетична рекомбинация включва няколко взаимосвързани процеси, които водят до клетки или организми, където те се срещат, са нови комбинации от елементи на носител на генетичната информация. Рекомбинация между близко разположени хомоложни хромозоми води до интензивно разбъркване бащина и майчина гени по време на мейозата и по този начин създава условия за еволюционен изпитване на нови комбинации от тези гени в потомството. Обикновено, рекомбинантни събития, настъпили в или соматични клетки по време на ДНК репликация или след него и проявява под формата на обмен на сестрински хроматиди, не променят генотипа или фенотипа на клетка. Въпреки това, те често водят до различни геномни преструктурирания. Това, например, при загуба, придобиването или усилването на генетични елементи и установяването на нови взаимоотношения между съществуващите, но в нова местоположението функции.
Ако се използват молекулярни условия, можем да кажем, че генетична рекомбинация е образуването на ковалентни връзки между нуклеотидните последователности на различните области на същите или различни ДНК молекули.
Всички клетки и много вируси съдържат информация за синтеза на ензими, предназначени не само за ремонт на щети на собствената си ДНК, но и ензими, които извършват рекомбинация. В действителност, някои от ензимите, участващи в ДНК репликацията и ремонт, играе ключова роля в рекомбинацията. В този раздел ще разгледаме някои от механизмите на процесите на рекомбинация и ензими, които ги катализират. Особено внимание ще бъде обърнато на рекомбинация в бактерии и фаги, защото тези процеси са сравнително добре разбрани. Независимо от факта, че генетични и морфологични аспекти на рекомбинация в еукариотни клетки са известни на молекулярно ниво са много остава неясно.
а. видове рекомбинация
Има три вида на рекомбинация: общата сума, или хомоложни, специфични за дадено място и случайни или нехомологични.
Обща рекомбинация. Общият рекомбинацията се случи, обикновено между удължените части на идентични или хомоложни нуклеотидни последователности. Това често се нарича хомоложна рекомбинация или кръстосване. С общо рекомбинация празнина настъпва две хомоложни ДНК участъци, и всеки от краищата на един сегмент е свързан към съответните краища на друга така, че и получената молекула и двете съдържат различни фрагменти, включени в ДНК рекомбинация. В действителност, сайтове, в които има прекъсване и повторно съединяване на всяка от двете вериги, много често не съвпадат.
Обикновено общата рекомбинация настъпва между хомоложните региони и алелни различни ДНК молекули, но може да се появи между хомоложни но без алелни региони отново комбиниращи молекули. В този случай, един от продуктите от рекомбинация губи част от ДНК, а другият се превръща в "екстра" сегмент. Този процес е известен като неравно пресичане свърши. Понякога не-алелен рекомбинация настъпва между части от една и съща хромозома със съответната загуба на областта, разположена между местата за рекомбинация. За разлика от предишния случай, някои nonreciprocal рекомбинантни събития; Следователно, един от продуктите, образувани е идентичен с този на изходните молекули, а другият е различен от двамата партньори. Този процес често се нарича като генна конверсия.
Сайт-специфична рекомбинация. Рекомбинацията се нарича сайт-специфично, ако счупване сайтове и среща в две рекомбиниращите молекули или два фрагмента от същата ДНК молекула са в относително къси нуклеотидни последователности, хомоложни на специфичен - обикновено не повече от 25 нуклеотида. Такова къса последователност може да има само един или двата от партньорите. Като пример за първото изпълнение може да доведе до някои мобилни елементи транспониране ес Y - и прокариоти, а втората - на процеса на интеграция на фага X ДНК изрязването на от хромозомата на Е.коли. С помощта на рекомбинация на специфично място се появява програмираната настройка хромозомна ДНК чрез промяна на вида на чифтосване в мая; Тя отговаря също за различни антитела. Очевидно е, че общата рекомбинация между всички двойки на хомоложни последователности чрез използване на същия ензим комплекса; От друга страна, във всеки случай на сайт-специфична рекомбинация изисква различен набор от ензими. Non-хомоложна рекомбинация. Рекомбинацията между не-хомоложни последователности на нуклеинови киселини се извършва в прокариотни клетки и дрожди са редки, но в клетки на бозайник - много често. Чрез нехомоложна рекомбинация процес може да включва произволен вмъкване на вирусна или плазмидна ДНК в ДНК на животински клетки, което води до възпроизвеждане геномни паповавирусите показва множество делеции и дублиране. Краищата на счупени ДНК могат да се свързват дори ако те не са хомоложни. В някои случаи рекомбинация настъпва между последователности, съдържащи няколко базови двойки на хомоложна или частично хомоложни между късите части. Но като правило, рекомбиниращите сегменти имат хомоложни последователности.
Свързани статии