Rekombinációk

Rekombinációk olyan folyamatok, amelyek során genetikai anyag új kombinációi jönnek létre azáltal, hogy DNS-szegmensek cserélődnek vagy átrendeződnek két molekula között, vagy egy molekulán belül. Ezek a folyamatok több élőlényben megtalálhatóak és alapvető szerepük van a genetikai diverzitásban, a DNS-károk helyreállításában és a genomszerveződésben.

A rekombinációknak több fő típusa ismert. A homológ rekombináció olyan esetekben zajlik, amikor a két DNS-molekula nagyon hasonló szekvenciákkal rendelkezik, és fontos a DNS-dobozok javításában vagy a meiosisbeli átrendezésben. A nem homológ végkötéses rekombináció rövid hasonlóság nélkül köti össze a DNS-dolgokat, és gyakran apró beillesztések vagy veszteségek kísérik. A helyspecifikus rekombináció olyan sorrendhez kötött sejtszintű mechanizmus, amely egyedi DNS-szekvenciákat felismerve végzi az át-, illetve visszaépítést, például a Cre-loxP vagy Flp-FRT rendszerekben használt megoldásokkal. Szomatikus rekombinációt különösen az immunrendszerben ismerünk, ahol a V(D)J rekombináció a változatos receptorok génjeinek összeállítását szolgálja.

Mechanikailag a rekombináció gyakran kettős-szálas törések feldolgozásával kezdődik, ezután szálinvázió és DNS-cserék történnek, amely Holliday-junctionök kialakulásához és ezeknek a struktúráknak a felbontásához vezet. Enzimek között megtalálhatók a RecA/Rad51-család tagjai és különféle rekombinázok is, amelyek a folyamat irányítását végzik.

A rekombináció jelentősége sokoldalú: nélkülözhetetlen a DNS-károk kijavításában és a genetikai diverzitás előállításában, hozzájárul a genom evolúciójához, és mikrobákban, növényekben illetve állatokban is kulcsszerepe van. Biotechnológiában rekombinációs rendszerek révén célzott génmódosítás, transzgénikus szerkezetek létrehozása és irányított DNS-átalakítás válik lehetővé.