רקומבינציה הומולוגית

רקומבינציה הומולוגית הוא תהליך של שחלוף גנטי מכוון המתבצע בדרך-כלל בין שתי כרומטידות אחיות המרכיבות כרומוזום לאחר שלב רפליקציית הDNA בתא אאוקריוטי או ה RNA בתא פרוקריוטי; התהליך מתבצע במספר שלבים של שבירה פיזית של ה-DNA, ולבסוף איחויו מחדש עם הרצפים שהוחלפו. השחלוף ההומולוגי משמש לתיקון שברים ב-DNA בין שלב ה- S שכפול החומר הגנטי לבין שלב המיוזה- חלוקת התא; התהליך מאפשר 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.

השלבים הראשוניים בתהליך זהים בתאים פרוקריוטים ואאוקריוטים, לאחר שנוצרים שברים בסליל הכפול, מתרחשת הסרה של מקטעי DNA בסמוך לשבר בקצה 5' (5 פּריים) של הכרומוזום הניזוק, לאחר מכן,  קצה 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 חלוקת המיוזה יכול השחלוף להוביל להחלפה של מקטעי DNA בין שני הכרומטידות (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.

בעקבות הימצאותם של שיבושים בתהליך השחלוף וקישורם לסוגים רבים של סרטן, השחלוף והחלבונים המשתתפים בתהליך נמצאים במחקר עמוק ומתמיד.

בין היתר, 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



קטגוריה:גנטיקה