遺伝子変換

二本鎖の切断が偶然である有糸分裂とは異なり、減数分裂では、ホスホジエステル骨格を切断するSpo11と呼ばれる酵素によって生成されます。壊れたらせん状の端は、MRXと呼ばれるタンパク質複合体によってトリミングされ、損傷は遺伝子変換と呼ばれるプロセスによって修復されます。

ここで、損傷した「アクセプター」DNA鎖が相同の「ドナー」DNA二本鎖に侵入して置換ループを形成します。これにより、ドナーDNAからの鎖がアクセプターDNAからの相補的な鎖と対になるヘテロ二本鎖DNAの領域が作成されます。

DNAポリメラーゼは侵入鎖を伸ばし、伸長したDループは遊離3'テールと対になります。新たに捕捉された鎖でのDNA合成により、ホリデイジャンクションと呼ばれる2つの4本鎖構造を持つ中間体が形成されます。

この二重ホリデイジャンクション中間体は、レゾルバセと呼ばれるDNA修復酵素によって分解され、ジャンクションを切断できる2つの配向があります。最初の例では、resolvase は各ジャンクションを水平に切り込み、親ストランドがそのまま残るようにします。

これにより、ブレーク後のストランドが元のパートナーに残り、ドナーストランドとアクセプターストランドの大きなクロスオーバーがないために名付けられた非クロスオーバー製品になります。

あるいは、切断が垂直に発生すると、損傷に隣接する領域が切り替わり、クロスオーバー生成物が発生し、ブレーク後のドナー鎖がアクセプター鎖と再結合します。

遺伝子変換は、ゲノムの多様性に大きな影響を与えます。有性生殖生物では、子孫は父親から1セットの遺伝子を受け継ぎ、母親から1セットを受け継ぎます。
親のDNAセットは再結合し、姉妹染色分体は遺伝子変換を受けます。これにより、子孫は親の染色体と比較して新しい染色体を持つことになります。