Gen rekombinatsiyasi - bu turli organizmlar o'rtasida genetik material almashinuvi. Bu ikkala ota-onada mavjud bo'lgan xususiyatlardan farq qiluvchi xususiyatlar kombinatsiyasi bilan nasl tug'ilishiga olib keladi. Bu genetik almashinuvlarning aksariyati tabiiy ravishda sodir bo'ladi.
Bu qanday sodir bo'ladi
Genlarning rekombinatsiyasi meioz, urug'lanish va kesishish jarayonida gametalarning shakllanishida genlarning ajralishi natijasida boshlanadi. Kesishish DNK molekulalaridagi allellarni bir homolog xromosoma segmentidan ikkinchisiga o'zgartirish imkonini beradi. Rekombinatsiya tur yoki populyatsiyaning genetik xilma-xilligi uchun javobgardir.
Xromosoma tuzilishi
Xromosomalar hujayralar yadrosida joylashgan. Ular xromatindan, ya'ni gistonlar deb ataladigan oqsillarga mahkam o'ralgan DNKdan tashkil topgan genetik material massasidan hosil bo'ladi. Xromosoma odatda bir zanjirli bo'lib, uzun va qisqa hududlarni bog'laydigan sentromera mintaqasidan iborat.
Xromosomalarning duplikatsiyasi
Hujayra o'zining hayot aylanishiga kirganda, uning xromosomalaribo'linishga tayyorgarlik ko'rishda DNK replikatsiyasi orqali ko'paytiriladi. Har bir takrorlangan xromosoma ikkita bir xil xromosomadan iborat bo'lib, ular opa-singil xromatidlar deb ataladi. Ular sentromera mintaqasi bilan bog'langan. Hujayralar bo'linganda juftlashgan to'plamlar hosil bo'ladi. Ular har bir ota-onadan bitta xromosomadan (homolog) iborat.
Xromosoma almashinuvi
Krossing-over paytida gen rekombinatsiyasi birinchi marta Tomas Xant Morgan tomonidan tasvirlangan. Eukariotlarda u xromosomalarning kesishishi bilan osonlashadi. Kesish jarayoni naslning turli xil gen birikmalariga ega bo'lishiga olib keladi va yangi kimerik allellarni ishlab chiqishi mumkin. Bu jinsiy yoʻl bilan koʻpayuvchi organizmlarga aseksual populyatsiyaning genomlari qaytarib boʻlmaydigan tarzda genetik oʻchirishlarni toʻplaydigan Moeller ratchetidan qochish imkonini beradi.
I profazada to'rtta xromatid bir-biriga mahkam bog'langan. Ushbu shakllanishda ikkita molekuladagi gomologik joylar bir-biri bilan chambarchas bog'lanib, genetik ma'lumot almashishi mumkin. Genning rekombinatsiyasi xromosomaning istalgan joyida sodir bo'lishi mumkin. Uning ikki nuqta orasidagi chastotasi ularni ajratib turadigan masofaga bog'liq.
Manosi
Krossoverlar natijasida genlar harakatini kuzatish genetiklar uchun juda foydali ekanligi isbotlangan. Bu ikki genning xromosomada qanchalik uzoqda joylashganligini aniqlash imkonini beradi. Ilm-fan ham ushbu usuldan ma'lum genlar mavjudligini aniqlash uchun foydalanishi mumkin. Bog'langan juftlikdagi bitta molekula ikkinchisining mavjudligini aniqlash uchun marker bo'lib xizmat qiladi. Bu patogenlar mavjudligini aniqlash uchun ishlatiladigenlar.
Ikki kuzatilgan lokuslar orasidagi rekombinatsiya chastotasi kesishish qiymatidir. Bu kuzatilgan genetik fokuslarning o'zaro masofasiga bog'liq. Har qanday qat'iy atrof-muhit sharoitlari uchun bog'lanish strukturasining ma'lum bir hududida (xromosoma) rekombinatsiya doimiy bo'ladi. Xuddi shu narsa genetik xaritalarni yaratishda ishlatiladigan kesishuv qiymatiga ham tegishli.
Meyoz
Xromosoma krossoveri har bir ota-onadan meros boʻlib qolgan juftlashgan xromosomalar almashinuvini oʻz ichiga oladi. Bu jarayonda gen rekombinatsiyasining asosi sifatida meyoz muhim rol o'ynaydi. Ushbu jarayonning molekulyar modellari yillar davomida to'plangan dalillar tufayli rivojlandi. Yangi model meyozning boshida mavjud bo'lgan to'rtta xromatiddan ikkitasi (profaza I) bir-biri bilan bog'langanligini va o'zaro ta'sir qilish qobiliyatini ko'rsatadi. Unda xromosomalar va genlarning rekombinatsiyasi sodir bo'ladi. Biroq, meyozning faqat kesishuvga qaratilgan adaptiv funksiyasi haqidagi tushuntirishlar aksariyat almashinuv hodisalari uchun yetarli emas.
Mitoz va gomologik bo'lmagan xromosomalar
Eukaryotik hujayralarda mitoz paytida ham krossover sodir bo'lishi mumkin. Natijada bir xil genetik materialga ega bo'lgan ikkita hujayra paydo bo'ladi. Mitozda homolog xromosomalar oʻrtasida sodir boʻladigan har qanday krossover yangi genlar birikmasini hosil qilmaydi.
Gomolog bo'lmagan xromosomalarda sodir bo'ladigan kesishish mutatsiyani keltirib chiqarishi mumkin.translokatsiya. Bu xromosoma segmenti gomologik bo'lmagan molekuladan ajralib, yangi holatga o'tganda sodir bo'ladi. Ushbu turdagi mutatsiya xavfli bo'lishi mumkin, chunki u ko'pincha saraton hujayralari rivojlanishiga olib keladi.
Gen konvertatsiyasi
Genlar o'zgartirilganda, genetik materialning bir qismi donorni o'zgartirmasdan bir xromosomadan ikkinchisiga ko'chiriladi. Gen konvertatsiyasi haqiqiy joyda yuqori chastotada sodir bo'ladi. Bu DNK ketma-ketligini bir spiraldan ikkinchisiga ko'chirish jarayonidir. Qo'ziqorin xochlarida genlar va xromosomalarning rekombinatsiyasi o'rganilgan, bu erda alohida meiozlarning to'rtta mahsulotini kuzatish qulay. Gen konversiyasi hodisalari hujayra boʻlinishidagi oddiy 2:2 segregatsiyadan ogʻish sifatida ajratilishi mumkin.
Gen muhandisligi
Gen rekombinatsiyasi sun'iy va qasddan bo'lishi mumkin. U ko'pincha turli organizmlarning DNK bo'laklarida qo'llaniladi. Shunday qilib, rekombinant DNK olinadi. Sun'iy rekombinatsiya organizmning genlarini qo'shish, olib tashlash yoki o'zgartirish uchun ishlatilishi mumkin. Bu usul genetik va oqsil muhandisligi sohasidagi biomedikal tadqiqotlar uchun muhimdir.
Rekombinant tiklanish
Mitoz va meyoz jarayonida turli ekzogen omillar ta'sirida shikastlangan DNK gomologik ta'mirlash bosqichi (HRS) orqali saqlanishi mumkin. Odamlar va kemiruvchilarda meyoz davrida FGF uchun zarur bo'lgan gen mahsulotlarining etishmasligi bepushtlikka olib keladi.
Bakteriyalartransformatsiya odatda bir xil turdagi alohida hujayralar o'rtasida sodir bo'ladigan genlarni uzatish jarayonidir. Bu gen rekombinatsiyasi orqali donor DNK ning retsipient xromosomasiga integratsiyalashuvini o'z ichiga oladi. Bu jarayon shikastlangan hujayralarni tiklash uchun moslashishdir. Transformatsiya patogen bakteriyalarga foyda keltirishi mumkin, bu orqali xost infektsiyasi bilan bog'liq bo'lgan yallig'lanish, oksidlanish muhitida yuzaga keladigan DNK shikastlanishini tiklash imkonini beradi.
Har birida halokatli genomik zararga ega boʻlgan ikki yoki undan ortiq viruslar bir xil xost hujayrasini yuqtirganda, genomlar bir-biri bilan juftlashib, FGPdan oʻtib, yashovchan nasl hosil qilishi mumkin. Bu jarayon ko'plikni qayta faollashtirish deb ataladi. U bir nechta patogen viruslarda o'rganilgan.
Prokaryotik hujayralardagi rekombinatsiya
Yadrosiz bir hujayrali bakteriyalar kabi prokaryotik hujayralar ham genetik rekombinatsiyaga uchraydi. Bunday holda, bir bakteriyaning genlari boshqasining genomiga kesishish yo'li bilan kiradi. Bakterial rekombinatsiya konjugatsiya, transformatsiya yoki transduksiya jarayonlari orqali amalga oshiriladi.
Konjugatsiyada bir bakteriya boshqa bakteriya bilan oqsil quvurli strukturasi orqali bog'lanadi. Transformatsiya jarayonida prokaryotlar DNKni atrof-muhitdan oladi. Ular ko'pincha o'lik hujayralardan kelib chiqadi.
Transduksiyada DNK bakteriofag deb nomlanuvchi bakteriyalarni yuqtiruvchi virus orqali almashinadi. Chet xujayra konjugatsiya, transformatsiya yoki transduksiya orqali ichki qabul qilingandan so'ng,bakteriya o'z segmentlarini o'z DNKsiga kiritishi mumkin. Bu o'tish kesishish yo'li bilan amalga oshiriladi va rekombinant bakterial hujayraning paydo bo'lishiga olib keladi.
