Генетична рекомбінація без гомології

Окрім гомологічної генетичної рекомбінації існують процеси рекомбінації, які використовують дуже обмежену гомологію ділянок ДНК, або взагалі відбуваються без гомології. Вони роблять суттєвий внесок у еволюцію генетичного матеріалу, але найбільш яскраво їх біологічне значення виявляється у онтогенетичний перебудові геномів, які відіграють важливу роль у життєдіяльності вірусів, бактерій і еукаріот. Ці рекомбінаційні системи – сайт – специфічна рекомбінація, транспозиції і незаконна рекомбінація – корінним чином відрізняються від гомологічної рекомбінації за механізмами і наборами контролюючих їх генів.

Сайт – специфічна рекомбінація відбувається між специфічними послідовностями ДНК у межах дуже коротких ділянок гомології розміром 15–30 п.н. Вона найбільш поширена у прокаріот і нижчих еукаріот. Сайт – специфічна рекомбінація забезпечує інтеграцію (включення) помірних фагів у хромосоми бактерій, а також інші процеси, які відіграють важливу роль у циклах розвитку фагів і бактерій. Приклад сайт – специфічної рекомбінації у тварин – перебудови у послідовностях ДНК, які кодують імуноглобуліни – білкові молекули, які розпізнають антитіла за імунної відповіді у хребетних.

Рекомбінаційні процеси ще одного типу – транспозиції лежать в основі переміщення мобільних генетичних елементів МГЕ. МГЕ – це специфічні послідовності ДНК, здатні до переміщень із однієї ділянки ДНК (хромосами або плазміди) в іншу. Вони широко розповсюджені як у прокаріот, так і в еукаріот і відрізняються високим різноманіттям. Необхідно відмітити, що будь-яка гомологія між мобільним елементом і ДНК – мішенню відсутня.

Незаконна рекомбінація – це збірна група процесів, у яких рекомбінація відбувається без гомології між молекулами ДНК і при цьому без участі механізмів сайт – специфічної рекомбінації або транспозицій. Як приклади можна навести захоплення ретровірусом деяких клітинних генів при його вирізанні із хромосоми господаря, а також інтеграцію фрагментів ДНК, які вводять в клітини хребетних за допомогою мікроін’єкції. Механізми незаконної рекомбінації маловивчені. Об’єднує їх з’єднання кінців не гомологічних молекул ДНК.

Ми розглянули далеко не всі приклади рекомбінаційних систем, що призводять до перебудов генетичного матеріалу. Їх багато, і їх роль різноманітна. Як і у випадку гомологічної рекомбінації, процеси, що ґрунтуються на негомологічній рекомбінації, відіграють велику роль в еволюції, але їхні функції виявляються найбільш значущими в онтогенезі як прокаріотичних, так і еукаріотичних організмів.

Поиск по сайту: