rekombinaatioon

Rekombinaatio on DNA:n segmenttien uudelleenjärjestäytymistä, jonka seurauksena syntyy uusia geneettisiä yhdistelmiä. Se tapahtuu luonnollisesti monin tavoin, erityisesti meioosin aikana sukusolujen muodostuksessa sekä solujen DNA-vaurioiden korjaamisen yhteydessä. Rekombinaatio voi lisätä perinnöllistä monimuotoisuutta sekä tukea DNA-korjausta ja genomisen vakauden ylläpitoa.

Päätyypit ovat homologinen rekombinaatio (HR) ja ei-homologinen end joining (NHEJ). HR käyttää identtisiä tai lähellä toisiaan olevia DNA-sekvenssejä ohjaamaan korjausta ja voi johtaa crossover- tai non-crossover-tapahtumiin. DSB:iden eli kaksinkertaisten katkeamien jälkeen replikaatio- ja korjausprosessit muodostavat 3'-rejekin, jota Rad51 ja Dmc1 ohjaavat strand invasioniin ja Holliday-junctionien muodostumiseen. Lopullinen ratkaisu määrää, missä määrin genomissa tapahtuu uudelleenjärjestelyä.

NHEJ on nopea, ei vaadi pitkää homologiaa ja yhdistää DNA-endsin suoraan, usein virheellisesti, jolloin syntyy insertioita tai deleetioita. Muita reittejä ovat microhomology-mediated end joining (MMEJ). Bakteereissa rekombinaatiosta vastaa pääasiassa RecA-proteiini, kun taas eukaryoissa keskeisiä ovat Rad51 ja Dmc1.

Biologinen merkitys: rekombinaatio lisää geneettistä monimuotoisuutta ja mahdollistaa varhaisen kehityksen lisäksi geneettisen materiaalin tehokkaan korjaamisen. Se on välttämätön mekanismi meioosissa ja tärkeä DNA-vaurioiden korjausreitti.

Teknologiset sovellukset: rekombinointitekniikka on perusta monille bioteknologian menetelmille, kuten gene targeting -menetelmille ja rekombinointiin perustuville DNA-tekniikoille. CRISPR-Cas9 -järjestelmän hyödyntämisessä korjaus tapahtuu useimmiten HR:n kautta ohjattujen mallien avulla.