The genetik rekombinatsiya bu nuklein kislota molekulalarining bo'laklarni almashinishi va yangi molekula hosil qilish jarayoni. Bu DNKda juda keng tarqalgan, ammo RNK ham rekombinatsiya uchun substratdir. Rekombinatsiya, mutatsiyadan so'ng, genetik o'zgaruvchanlikni hosil qilishning eng muhim manbai hisoblanadi.
DNK turli xil biokimyoviy jarayonlarda qatnashadi. Replikatsiya paytida u ikkita yangi DNK molekulalarini yaratish uchun shablon bo'lib xizmat qiladi. Transkripsiyada, promotor tomonidan boshqariladigan ma'lum hududlardan RNK molekulalarini hosil qilish mumkin.
Ammo DNK bunga qo'shimcha ravishda parchalar almashinishga ham qodir. Ushbu jarayon orqali u avvalgi ikki jarayonning ham, o'g'itlashning ham mahsuli bo'lmagan yangi kombinatsiyalar hosil qiladi.
Barcha rekombinatsiya jarayoni bu jarayonda ishtirok etadigan DNK molekulalarining sinishi va qo'shilishini o'z ichiga oladi. Ushbu mexanizm rekombinatsiya substratiga, jarayonda ishtirok etadigan fermentlarga va uning bajarilish mexanizmiga qarab o'zgaradi.
Rekombinatsiya odatda rekombinatsiya qiluvchi molekulalar orasidagi bir-birini to'ldiruvchi, o'xshash (bir xil bo'lmasa) yoki gomologik mintaqalarning mavjudligiga bog'liq. Gomologiya ko'rsatmasidagi jarayonlarda molekulalar rekombinatsiya qilinadigan bo'lsa, rekombinatsiya bir xil bo'lmagan deyiladi.
Agar gomologiya ikkala molekulada mavjud bo'lgan juda qisqa mintaqani o'z ichiga olsa, rekombinatsiya saytga xos deb aytiladi.
Rekombinatsiyada gomologiya deb ataydigan narsa, ishtirok etuvchi molekulalarning evolyutsion kelib chiqishini anglatmaydi. Aksincha, biz nukleotidlar ketma-ketligining o'xshashlik darajasi haqida gapiramiz.
Reparativ bo'lmagan rekombinatsiya, masalan, meyoz jarayonida eukariotlarda uchraydi. Shubhasiz, bitta hujayradagi juft xromosomalar orasidagi kattaroq gomologiya bo'lishi mumkin emas.
Shuning uchun ham ularni gomologik xromosomalar deyishadi. Biroq, hujayraning DNKsi begona DNK bilan material almashadigan holatlar mavjud. Ushbu DNKlar rekombinaga juda o'xshash bo'lishi kerak, ammo bunga erishish uchun ular bir ajdod (gomologiya) bilan bo'lishishlari shart emas.
Kiyazma va krossover
Ikki DNK molekulasi orasidagi birikish va almashinish joyi xiyazma, jarayonning o'zi esa o'zaro bog'liqlik deb ataladi. Krossover paytida ishtirok etgan DNKlar o'rtasida tasmalar almashinuvi tekshiriladi.
Bu fizik jihatdan birlashtirilgan ikkita DNK molekulasi bo'lgan kointegrat hosil qiladi. Kointegrat "rezolyutsiya" etganda, umuman o'zgargan (rekombinant) ikkita molekula hosil bo'ladi.
Rekombinatsiya sharoitida "hal qilish" uchun kointegratning tarkibiy qismi DNK molekulalarini ajratish kerak.
Genetik rekombinatsiya turlari
- Saytga xos rekombinatsiya
Joyga xos rekombinatsiyada odatda homolog bo'lmagan ikkita DNK molekulasi ikkalasi uchun ham qisqa ketma-ketlikka ega. Ushbu ketma-ketlik ma'lum bir biriktiruvchi fermentning maqsadidir.
Ushbu ketma-ketlikni tanlab olishga qodir bo'lgan ferment, boshqasini emas, uni ikkala molekuladagi ma'lum bir joyda kesadi. Boshqa ba'zi omillar yordamida u ishtirok etuvchi ikki molekulaning DNK tasmalarini almashtiradi va kointegrat hosil qiladi.
Escherichia coli va lambda
Bu bakteriya genomi orasidagi kointegrat hosil bo'lishining asosidir Escherichia coli va bakteriofag lambda. Bakteriyofag bakteriyalarni yuqtiradigan virusdir.
Ushbu kointegratning hosil bo'lishi virus genomida kodlangan ferment tomonidan amalga oshiriladi: lambda integrazasi. U chaqirilgan umumiy ketma-ketlikni taniydi attP virusning dairesel genomida va attB bakteriyalarda.
Ikkala molekuladagi ikkala ketma-ketlikni kesib, u erkin segmentlarni hosil qiladi, bantlarni almashtiradi va ikkita genomga qo'shiladi. Keyinchalik kattaroq yoki birlashtirilgan doira hosil bo'ladi.
Kointegratsiyada virus genomini passiv ravishda bakteriyalar genomi olib boradi, u bilan takrorlanadi. Bunday holatda, virus provirus holatida va u uchun bakteriya lizogen hisoblanadi.
Teskari jarayon, ya'ni kointegratning rezolyutsiyasi ko'p avlodlarni olishi mumkin - yoki hatto sodir bo'lmaydi. Biroq, buni amalga oshirish fermentlar vositasida eksizizaz deb nomlangan virus genomi tomonidan kodlangan boshqa oqsil tomonidan amalga oshiriladi. Bu sodir bo'lganda, virus kointegratdan ajralib chiqadi, qayta faollashadi va hujayralar lizisini keltirib chiqaradi.
Homologik rekombinatsiya
Umumiy rekombinatsiya
Gomologik rekombinatsiya DNK molekulalari o'rtasida sodir bo'ladi, ular kamida 40 ga yaqin o'xshash yoki to'liq o'xshashlikka ega. Rekombinatsiya jarayonini amalga oshirish uchun kamida bitta endonukleaza ishtirok etishi kerak.
Endonukleazlar - DNKning ichki kesimlarini hosil qiluvchi fermentlar. Ba'zilar buni DNKni buzish uchun qilishadi. Boshqalar, rekombinatsiyadagi kabi, buni DNKda chuqur hosil qilish uchun qilishadi.
Ushbu noyob nik DNKning bitta bandini erkin uchi bilan qayta ishlashga imkon beradi. Rekombinaza tomonidan yo'naltirilgan bu bo'sh uch, bitta bandga er-xotin DNKni unga o'xshash rezident tasmasini siljitib, bosib olishga imkon beradi.
Ushbu noyob nik DNKning bitta bandini erkin uchi bilan qayta ishlashga imkon beradi. Rekombinaza tomonidan yo'naltirilgan bu bo'sh uch, bitta bandga er-xotin DNKni unga o'xshash rezident tasmasini siljitib, bosib olishga imkon beradi.
Bu donor ("bosqinchi") DNK molekulasi va boshqa retseptorlari orasidagi kesishish nuqtasidir.
Invaziya va tasma almashinuvi jarayonini amalga oshiradigan ferment (rekombinaza) Escherichia coli bu RecA deb nomlangan. Prokariotlarda boshqa gomologik oqsillar mavjud, masalan, arxeydagi RadA. Eukaryotlarda ekvivalent ferment RAD51 deb nomlanadi.
