שחלוף (ביולוגיה)

שחלוף (באנגלית: Recombination או Crossing-over) הוא החלפת חומר גנטי בין מולקולות DNA שונות. לרוב השחלוף יוביל ליצירת מולקולת DNA, המורכבת משני מקורות גנטיים שונים. במידה ומדובר בשחלוף מיוטי, כלומר שחלוף המתרחש בגמטות, יתקבלו הרכבים גנטיים חדשים בתאי הזרע ובתאי הביצית, והדבר יובל למגוון גנטי בצאצאים, מה שיוביל גם לשוני פנוטיפי בין הצאצאים המתקבלים.

באאוקריוטים השחלופים לרוב יתרחשו בשלב המיטוזה כחלק ממנגנון תיקון תאי בתהליך של רקומבינציה לא הומולוגית, ובשלב המיוזה בתהליך של רקומבינציה הומולוגית, והם מהווים את אחד התהליכים החשובים ביותר בגנטיקה. (בחיידקים מתרחשת רקומבינציה הומולוגית בזמן תיקון נזקים בדנ"א).

בשחלופים המתרחשים כחלק מתהליך המיוזה, יצירתם של תאי המין (הגמטות) ביצורים זוויגיים (המתרבים ברבייה מינית). במהלך המיוזה, לאחר שהכרומוזומים הוכפלו,  הכרומוזומים ההומולוגים (כל אחד במצבו המוכפל) נצמדים זה לזה בנקודות מסוימות הקרויות כיאזמות. הדבר מאפשר מעבר של קטעים מקבילים ב-DNA בין כרומוזום הומולוג אחד למשנהו. הדבר נעשה בעזרת אנזים המכונה רקומבינאז. לתהליך השחלוף במיוזה חשיבות אבולוציונית והישרדותית עליונה. הוא מאפשר להורה "לערבב" תכונות שהוא עצמו ירש מהוריו שלו, לפני ההורשה הלאה לצאצאיו. חלק גדול ממגוון הפנוטיפים אותו ניתן לראות כיום במיליוני היצורים החיים נגרם הודות להחלפה אקראית זו של מקטעי DNA, הנושאים גנים שונים.

הרקומבינציה יכולה להתרחש במספר דרכים:
א. Genetic Crossover – בתהליך זה חלה שבירה של הגדילים במקום מסוים ושחלוף של המקטעים הגנטיים ביניהם באזורי השבירה. זהו התהליך המתרחש במיוזה.
ב. Gene Conversion – אין שבירה. יש שעתוק של מקטע גנטי מגדיל אחד והעברתו לגדיל השני כשהגדיל הראשון אינו עובר שינוי.
ג. רקומבינציה לא הומולוגית – רקומבינציה המתרחשת בין שני רצפי דנ"א שאינם הומולוגיים כחלק ממנגנון תיקון תאי של שברים בדנ"א.

בתאים מייצרי נוגדנים "תאי B" מתרחש תהליך של רקומבינציה מכוונת של גנים הגורם לשינוי האיזוטיפ של הנוגדן למשל מנוגדן מסוג IgG  לנוגדן מסוג IgM.
בנוסף, שחלופים מלאכותיים מבוצעים בביוטכנולוגיה ובהנדסה הגנטית כאמצעי ליצירה ושכפול של גנים חדשים.

ראו גם
 תאחיזה

קישורים חיצוניים

 פרקים בגנטיקה: תאחיזה ורקומבינציה
 
 
 

גנטיקה מולקולרית