רקומבינציה הומולוגית

רקומבינציה הומולוגית היא תהליך של שחלוף גנטי מכוון המתבצע בדרך-כלל בין שני גדילים הומולוגיים של DNA, אך יכול לפעול גם בין מולקולות RNA בוירוסים. התהליך מתבצע במספר שלבים של שבירה פיזית של ה-DNA, ולבסוף איחויו מחדש עם הרצפים שהוחלפו. השחלוף ההומולוגי משמש לתיקון שברים ב-DNA בזמן המיטוזה. כמו כן, הוא מתבצע בזמן תהליך המיוזה ומאפשר יצירת צירופים חדשים של מולקולות הדנ"א ליצירת אללים חדשים המגבירים את השונות הגנטית, את כושר ההסתגלות של האורגניזם לסביבות משתנות ואת התהליכים האבולוציוניים המתרחשים כתוצאה מכך.

בשני המקרים השלבים הראשוניים זהים: לאחר שנוצרים שברים בסליל הכפול, ישנה הסרה של מקטעים של DNA בסמוך לשבר בקצה ה-5' (5 פּריים) של הכרומוזום הניזוק, בשלב הבא קצה ה-3' (3 פּריים) של הכרומוזום הפגום "פולש" לכרומוזום ההומולוגי התקין ונוצר מבנה מסועף דמוי סימן הפלוס בין סלילי הדנ"א על מנת לבצע החלפה של מידע גנטי; הסתעפות זו נקראת 'הסתעפות הולידיי' (באנגלית: Holliday Junction) על שמו של הביולוג הבריטי, רובין הולידיי, שהציע את הרעיון בשנת 1964. במסלול תיקון ה-DNA נוצרת הסתעפות הולידיי שנייה. בזמן מיוזה עשויה להתרחש כתוצאה מהסתעפות זו החלפה של מקטעי DNA בין שני הכרומוזומים (Genetic Crossover).

הרקומבינציה ההומולוגית היא תהליך שמור בכל שלוש ממלכות העל (חיידקים, ארכאונים, ואאוקריוטים) מה שמצביע על היותה מנגנון ביולוגי בסיסי בעולם החי. הגילוי של גנים לרקומבינציה הומולוגית בממלכת הפרוטיסטה מהווה ככל הנראה ראיה למוצא האאוקריוטי של תהליך המיוזה.

משום ששיבוש במנגנון זה נמצא מקושר לסוגים רבים של סרטן, מתבצע מחקר רב על החלבונים המשתתפים בתהליך. רקומבינציה הומולוגית משמשת גם ככלי להחדרת שינויים גנטיים לאורגניזמים. הפיתוח של טכניקות הכוונה גנטית (Gene Targeting) המתבסס על רקומבינציה הומולוגית הביא לזכייה בפרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה ב-2007.

קישורים חיצוניים

 

גנטיקה