상동 재조합 기능, 메커니즘 및 응용

그 상 동성 재조합 그것은 게놈의 유사하거나 동일한 부분 사이에서 DNA 분자의 교환을 수반하는 과정입니다. 세포는 주로 유전 물질에서 휴식의 수리를 위해 상동 재조합을 사용하여 개체군에서 유전 적 변이를 일으킨다..

일반적으로 상 동성 재조합은 유전 물질의 상 동성 구역 사이의 물리적 쌍을 의미하며, 교환을 거쳐야 할 사슬을 끊고, 마지막으로 결합 된 새로운 DNA 분자의 결합을 의미한다.

DNA의 파손은 가능한 한 신속하고 효율적으로 수리해야합니다. 손해가 배상되지 않는 경우, 그 결과는 심각하고 치명적일 수 있습니다. 박테리아에서, 상 동성 재조합의 주요 기능은 유전 물질에서 이러한 휴식을 고치는 것이다..

상 동성 재조합은 게놈의 안정성을 허용하는 주요 메카니즘 중 하나로 간주된다. 그것은 생명의 모든 영역과 심지어 바이러스에 존재하기 때문에 아마도 생명의 진화 초기에 나타난 중요한 메커니즘 일 것입니다.

색인

1 역사적인 관점
2 상 동성 재조합이란 무엇인가??
3 상 동성 재조합의 기능 및 결과
- 3.1 박테리아에서
4 메커니즘
- 4.1 시냅스
- 4.2 D 루프 교육
- 4.3 홀리데이 노조 설립
- 4.4 관련 단백질
5 재조합 과정과 관련된 이상
6 재조합의 응용
7 재조합의 다른 유형
8 참고

역사적인 관점

그레고르 멘델 (Gregor Mendel)이 제안한 가장 관련있는 원칙 중 하나는 인물 분리에 대한 독립성입니다. 이 법칙에 따르면, 여러 유전자가 부모에서 자식에게 독립적으로 전달됩니다..

그러나 1900 년에이 원칙에 대한 예외가 분명히 나타났습니다. 영국의 유전 학자 인 Bateson과 Punnett는 여러 번 특정 인물이 함께 계승되었음을 보여 주었고, 이러한 특징들에 대해 Mendel이 강조한 원리는 타당성이 없다.

나중에 세포가 유전 물질을 교환 할 수있는 재조합 과정의 존재를 밝히는데 성공했다. 유전자가 서로 상속 된 경우에는 DNA 간의 물리적 친밀 성 때문에 DNA가 교환되지 않았다..

상 동성 재조합이란 무엇인가??

상 동성 재조합은 두 염색체 사이의 DNA 서열의 물리적 교환을 포함하는 세포 현상이다. 재조합은 유전자로 알려진 일련의 유전자를 포함한다. rec. 이 과정에 관여하는 다양한 효소에 대한 코드.

DNA 분자는 100 개 이상의 염기쌍으로 이루어진 유사하거나 동일한 서열을 공유 할 때 "동종"이라고 여겨집니다. DNA에는 서로 다른 작은 영역이 있으며, 이러한 변이 형은 대립 유전자.

살아있는 모든 DNA는 재조합 DNA로 간주됩니다. 염색체 사이의 유전 물질의 교환은 염색체에서 유전자를 혼합하고 재배치하여 연속적으로 발생한다..

이 과정은 분명히 감수 분열에서 발생합니다. 특히 첫 번째 세포 분열에서 염색체가 짝을 이루는 단계에 있습니다. 이 단계에서 염색체 간의 유전 물질 교환이 일어난다..

역사적으로이 과정은 Anglo-Saxon 단어를 사용하여 문헌에 명시되어 있습니다. 건너다. 이 사건은 동종 재조합의 결과 중 하나이다..

빈도 건너다 같은 염색체의 두 유전자 사이의 차이는 주로 두 유전자 사이의 거리에 달려있다. 그들 사이의 물리적 인 거리가 짧을수록 교환 빈도는 낮아진다..

상 동성 재조합의 기능 및 결과

유전 물질은 방사선과 같은 내인성 및 외인성 원천에 의해 야기되는 손상에 지속적으로 노출된다..

인간 세포는 하루에 수십에서 수백 개의 순서로 DNA에 상당한 병변을 나타낸다. 이 병변은 해로운 돌연변이, 복제 및 전사의 막힘, 염색체 수준의 손상을 피하기 위해 수리해야합니다.

의학적 관점에서 올바르게 고쳐지지 않은 DNA 손상으로 인해 종양 및 기타 병리가 발생합니다.

상 동성 재조합 (homologous recombination)은 DNA에서 수리가 가능하여 잃어버린 서열의 회복을 가능하게하며, 다른 DNA 가닥 (상 동성).

이 신진 대사 과정은 모든 형태의 생명체에 존재하며, DNA의 "갭 (gap)"을 복구 할 수있는 고 충실도의 메커니즘과 DNA 체인 사이의 이중 가닥 끊김 및 교차 연결을 제공합니다.

재조합의 가장 중요한 결과 중 하나는 새로운 유전 적 변이의 생성이다. 돌연변이와 함께, 그들은 살아있는 존재에서 변이를 생성하는 두 가지 과정입니다 - 변이가 진화의 원재료라는 것을 기억하십시오.

또한 손상된 복제 포크를 다시 시작하기위한 메커니즘을 제공합니다.

박테리아에서

박테리아에서는 수평 유전자 전달의 빈번한 사건이있다. 이들은 접합, 형질 전환 및 형질 도입으로 분류됩니다. 여기에서, 원핵 생물은 다른 유기체로부터 DNA를 취하며 심지어 다른 종.

이러한 과정 동안, 상동 재조합은 수용 세포와 공여 세포 사이에서 발생한다.

메커니즘

상 동성 재조합은 염색체 DNA 분자의 가닥 중 하나가 끊어짐으로써 시작됩니다. 그 후, 다수의 효소에 의해 촉매 화되는 일련의 단계가 발생한다.

절단이 일어나는 3 '말단은 이중 상동 DNA 가닥에 의해 침입된다. 침략 과정은 결정적입니다. "상 동성 사슬 (homologous chain)"을 사용하면 염기 서열이 동일 할 필요는 없지만 동일한 유전자를 선형 순서로 갖는 염색체 부분을 참조하고자한다.

시냅스

이 가닥의 침입은 상동 염색체가 서로를 마주 보게합니다. 스트랜드 만남의 현상은 시냅스라고 불리며 (뉴런의 시냅스와 혼동해서는 안되며, 여기서 용어는 다른 의미로 사용됩니다).

시냅스는 반드시 두 상 동성 서열 사이의 직접적인 접촉을 의미하지는 않으며, DNA는 상 동성 부분을 발견 할 때까지 한동안 움직일 수 있습니다. 이 검색 과정을 동종 정렬이라고합니다..

D 루프의 형성

그런 다음 "스레드 침입"이벤트가 발생합니다. 염색체는 DNA 이중 나선 구조입니다. 상 동성 재조합에서 두 염색체는 상 동성 서열을 찾는다. 나선 중 하나에서 가닥이 분리되고이 가닥이 이중 나선 구조를 침입하여 루프 D라는 구조를 형성합니다.

D 루프의 사슬은 파열을 나타내는 가닥의 침입으로 옮겨졌으며 원래의 이중 나선의 상보적인 가닥으로 쌍을 이룹니다.

홀리데이 노조 설립

다음 단계는 홀리데이 교차점의 형성입니다. 여기에서는 교환 된 스레드의 끝이 연결됩니다. 이 노동 조합은 어떤 방향 으로든 움직일 수있는 능력을 가지고 있습니다. 노동 조합은 여러 차례 부서지고 형성 될 수있다..

재조합의 최종 과정은 이러한 접합부의 분해능이며 세포가이를 달성하는 두 가지 방법 또는 방법이 있습니다. 그들 중 하나는 노조의 분해 또는 진핵 생물의 전형적인 해산 과정.

첫 번째 메커니즘에서는 홀리데이 (Holliday)의 노조가 깨어지면 두 개의 체인이 재생성됩니다. "해체"의 다른 사건에서 노동 조합의 일종의 붕괴가 발생합니다..

재조합 공정과 관련된 이상

재조합은 염색체에서의 물리적 결합을 필요로하기 때문에 감수 분열 중 정확한 분리에 중요한 단계입니다. 적절한 재조합이 일어나지 않으면 그 결과는 중요한 병리학 일 수있다..

염색체의 분리 또는 분리의 오류는 다운 증후군을 유발하는 21 번 염색체 염색체와 같은 염색체 기원의 이상 및 낙태의 가장 빈번한 원인 중 하나이다.

재조합은 일반적으로 상당히 정확한 과정이지만 반복되는 게놈 영역과 게놈을 따라 여러 복사본을 갖는 유전자는 불평등 한 교차점.

이 이종 교배는 지중해 혈증 및 자폐증과 같은 빈번한 질병을 비롯하여 다양한 임상 특징을 만들어냅니다..

재조합의 응용

분자 생물 학자들은 서로 다른 기술을 창조하기위한 동종 재조합의 메커니즘에 대한 지식을 이용했다. 이들 중 하나는 유기체의 생성을 허용합니다 "녹아웃".

이러한 유전자 변형 생물은 관심있는 유전자의 기능을 밝히는 것을 허용한다.

생성에 사용 된 방법론 중 하나 녹아웃 원래의 유전자를 수정 된 또는 "손상된"버전으로 대체하는 특정 유전자의 발현을 억제하는 것으로 구성됩니다. 유전자는 상 동성 재조합에 의해 돌연변이 형으로 교환된다.

기타 재조합 유형

상 동성 또는 합법적 인 재조합 외에도 다른 유형의 유전 물질 교환.

물질을 교환하는 DNA의 영역이 (대칭 염색체의) 비대화 형인 경우 결과는 유전자의 복제 또는 감소입니다. 이 과정은 비 상 동성 재조합 또는 불균형 재조합으로 알려져 있습니다..

함께 유전 물질은 동일한 염색체의 자매 염색 분체간에 교환 될 수 있습니다. 이 과정은 감수 분열 및 분열 분열 모두에서 일어나며, 불평등 교환.

참고 문헌

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생물학

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