Ricombinazione

Ricombinazione è il processo mediante il quale materiale genetico viene riarrangiato per produrre nuove combinazioni di alleli. Si verifica in molti organismi e ha ruoli fondamentali sia nella diversità genetica sia nella riparazione del DNA.

Tipi principali

La ricombinazione omologa utilizza sequenze simili per scambiare segmenti di DNA, spesso durante la meiosi, e porta all’ereditarietà di nuove combinazioni di alleli. Il modello di Holliday descrive i passaggi di formazione e risoluzione di incroci a livello di giunzioni di Holliday. La ricombinazione non omologa, meno dipendente da somiglianze di sequenza, può generare riordini o delezioni utili o dannosi. La ricombinazione specifica del sito è guidata da recombinasi dedicate (per esempio Cre o FLP) che riconoscono sequenze precise e catalizzano scambi; la ricombinazione transposizionale coinvolge elementi mobili chiamati trasposoni.

Meccanismi e enzimi

Negli organismi procarioti e nelle cellule eucariote, proteine come RecA (batteri) o Rad51 (eucarioti) facilitano l’apertura del DNA e la ricerca di partner omologo. In meiosi, l’enzima Spo11 induce rotture a doppio filamento per avviare la ricombinazione, che contribuisce alla formazione di cromatidi ricombinanti. Le giunzioni di Holliday vengono risolte da specifiche nucleasi e ligasi.

Funzioni ed effetti

La ricombinazione aumenta la diversità genetica, ripara danni al DNA e può facilitare l’evoluzione genomica. Può anche causare riarrangiamenti cromosomici, come delezioni, duplicazioni o traslocazioni, con possibili effetti patologici.

Applicazioni

In biotecnologia la ricombinazione è alla base del DNA ricombinante, della ricombinazione in vivo (ricombinazione in batteriociti) e di tecniche di ingegneria genetica. Nella ricerca medica e agraria è sfruttata per modificare geni, studiare funzioni geniche e produrre organismi recombinant.