相変異 (細菌)
部位特異的組換えは通常、組換え配列内の短い単一の標的部位で起こる。これが発生するためには、通常、1つまたは複数の補因子(例えばDNA結合タンパク質など)と部位特異的リコンビナーゼが必要となる。組み換えにより、遺伝子産物の構造に影響がでたり、プロモーターまたは調節エレメントの空間配置の変更によって遺伝子発現が変化する場合がある。
リコンビナーゼを利用することにより、特定のDNA配列が反転し、その結果、このスイッチ内またはその隣にある遺伝子のオンからオフへのスイッチが生成される。多くの細菌種は、特定の遺伝子の発現を変化させるようにこの反転を利用する。反転イベントは、大腸菌の線毛の発現のように単一遺伝子の発現のトグルとして簡単に機能する場合もあれば、ネズミチフス菌のように様々なフラジェリン合成に係わる複数遺伝子の発現を変化させるような複雑な場合もある。大腸菌におけるI型線毛による線毛接着は、感染の段階に応じて、線毛の主要なサブユニットであるfimAの発現を調節するために部位特異的な反転を受ける。可逆要素として、方向に応じてfimAの転写をオンまたはオフにするプロモーターが含まれる。反転は、2つのリコンビナーゼ、FimBとFimE、および調節タンパク質H-NS、統合ホスト因子(IHF)とロイシン応答タンパク質(LRP)によって媒介される。FimEリコンビナーゼは発現システムをオンからオフへと切り替える一方高の機能しか持たないが、FimBは両方向の切り替えを仲介することができる。
スリップストランドミスペアリング(Slipped strand mispairing; SSM)は、 DNA合成中に母鎖と娘鎖の間で短反復配列のミスペアリングが生成されるプロセスである。このRecAに依存しないメカニズムは、 DNA複製またはDNA修復のいずれかで発生する可能性があり、リーディング鎖とラギング鎖の両方で存在する可能性がある。SSMは、短反復配列の数を増減させる可能性がある。短反復配列は1〜7ヌクレオチドであり、単一あるいは複数種類の組み合わせで反復DNA配列を形成する。
SSMの結果として、遺伝子発現の変化が引き起こされることがある。すなわち、プロモーターに関連する短反復配列が増加・減少することにより、転写や翻訳のレベルが調節され、最終的に1つまたは複数の遺伝子のオン・オフ切り替えを引き起こす。
転写調節(右図の下部分)は複数の方法で起こり得る。1例は、リピートがRNAポリメラーゼ結合部位のプロモーター領域(遺伝子の-10および-35上流)にある場合である。