Ricombinazione conservativa sito-specifica e variazione di fase

La ricombinazione specifica del sito è un tipo di scambio genetico dove enzimi specializzati, chiamati ricombinasi specifiche del sito, catalizzano il movimento di sezioni di DNA tra siti definiti che condividono alcunesequenze omologhe. Quando si verificano movimenti come questi, le regioni da scambiare sono tipicamente affiancate da una coppia di sequenze simmetriche comprese di DNA a doppio filamento lungo da circa 20 a 30 coppie di basi. gli enzimi specializzati, chiamati ricombinasi, che si legano a queste sequenze possono appartenere a famiglie di ricombinasi serina o tirosina.

Le famiglie hanno o un residuo di serina o di tirosina al sito attivo dell'enzima, ed impiegano meccanismi distinti. Nel caso della serina ricombinasi, le subunità si legano in primo luogo specificamente alle loro nuove sequenze di riconoscimento, formanti un complesso sinaptico. allora, la serina attiva del sito, attacca il DNA della struttura del fosfodiestere, al centro di queste sequenze che generano i punti di rottura conosciuti come siti di crossover.

Successivamente, le ricombinasi serine taglieranno tutte le eliche del DNA coinvolte prima che lo scambio del filamento proceda. Al contrario, le ricombinasi tirosiniche legano nello stesso modo, ma tagliano e uniscono un filamento del DNA duplex alla volta. Il residuo di tirosina poi covalentemente lega con le tre estremità primarie del filamento segmentato, mentre i cinque gruppi liberi di ossidrile primario attaccano il legame proteico di DNA formando un intermedio di Holliday.

Questo pattern complesso è il primo evento crossover;allora, quando i rimanenti filamenti di DNA sono scissi e scambiati dalle subunità di ricombinasi nel secondo evento, la giunzione di Holliday è risolta ai prodotti ricombinanti. Ci sono tre risultati potenziali di eventi di ricombinazione come questi. Il primo, è l'integrazione in cui una molecola di DNA circolare viene inserita in un secondo DNA lineare.

Quando entrambi i siti si trovano sulla stessa molecola di DNA, il secondo risultato potrebbe essere l'escissione, dove la parte del DNA ritagliata è semplicemente rimossa, liberi di integrarsi altrove nel genoma. Nel terzo scenario, se i siti di incisione sono in orientamenti opposti, l'inversione può verificarsi quando la sezione di DNA viene rimossa e poi reintegrata nell'orientamento opposto. Un esempio ben studiato di questo fenomeno è l'inversione sito-specifica di un segmento cromosomico del batterio salmonella, che gli permette di produrre due diversi tipi di proteine 00:02 44.720-00:02:47.700 flagelline a seconda dell'ambiente;e questo processo è chiamato variazione di fase.