Back to chapter

7.10:

Gen Konversiyonu

JoVE Core
Molecular Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Molecular Biology
Gene Conversion

Languages

Share

Çift zincir kırılmalarının tesadüfi olduğu mitozun aksine, mayozda bu kırılmalar, fosfodiester omurgasını parçalayan Spo11 adlı bir enzim tarafından oluşturulur. Kırık sarmal uçları, MRX adı verilen bir protein kompleksi tarafından kesilir ve hasar, gen dönüşümü adı verilen bir işlemle onarılır. Burada hasarlı akseptör DNA zinciri, homolog bir donor DNA dupleksini işgal ederek bir yer değiştirme halkası oluşturur.Bu, donor DNA’dan gelen bir zincirin, akseptör DNA’dan tamamlayıcı bir zincir ile eşleştiği, heterodupleks DNA bölgeleri yaratır. DNA polimeraz, istilacı zinciri uzatır ve uzatılan D-halkası daha sonra serbest 3’kuyruğuyla eşleşir. Yeni yakalanan zincirdeki DNA sentezi, Holliday kavşakları adı verilen, iki adet dört zincirli yapıya sahip bir ara ürün oluşumuyla sonuçlanır.Bu çift Holliday kavşağı ara ürünü, resolvazlar adı verilen DNA tamir enzimleri tarafından çözülür bu kavşakların bölünebileceği iki yönelim vardır. İlkinde, resolvaz, ana zincirlerin sağlam kalması için her kavşağı yatay olarak keser. Bu, çapraz-geçiş olmayan bir ürünle sonuçlanır;çünkü kırılmadan sonra zincirler, orijinal eşleriyle kalır ve donor ve akseptör zincirler arasında büyük bir geçiş olmaz.Alternatif olarak, bölünme dikey olarak gerçekleşirse, hasarın çevresindeki bölgeler karşılıklı değiştirilerek bir çapraz-geçiş ürünü oluşur;burada kırılmayı takiben donor zincir, akseptör zincir ile yeniden birleşir. Gen dönüşümünün, genom çeşitliliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Eşeysel üreyen organizmalarda yavru, bir grup geni babadan ve bir grup geni de anneden kalıtımla alır.Ebeveynlerden gelen DNA setleri yeniden birleşir ve kardeş kromatitler, gen dönüşümüne uğrar. Bu, yavruların anne-baba ile karşılaştırıldığında özgün kromozomlara sahip olmasıyla sonuçlanır.

7.10:

Gen Konversiyonu

DNA onarımı yoluyla genom stabilitesini korumanın yanı sıra, homolog rekombinasyon, genomun çeşitlendirilmesinde önemli bir rol oynar. Aslında, dizilerin rekombinasyonu, genomik evrimin moleküler temelini oluşturur. Genomik dizilerin rastgele ve rastgele olmayan permütasyonları, yeni birleştirilmiş dizilerden oluşan bir kitaplık oluşturur. Bu yeni oluşan genomlar, hücrelerin uygunluğunu ve hayatta kalmasını belirleyebilir. Bakterilerde, homolog ve homolog olmayan rekombinasyon türleri, nihayetinde bakterilerin değişen çevresel koşullara uyarlanabilirliğine karar veren yeni genomların evrimine yol açar.

Mayoz bölünme sırasında, tek bir hücre iki kez bölünerek orijinal kromozom sayısının yarısını içeren dört hücre ürettiğinde, HR (homolog rekombinasyon) , genler arasında geçişlere yol açar. Bu, aynı kromozomun neredeyse aynı dizilere sahip iki bölgesinin kırıldığı ve ardından farklı bir uç parçaya yeniden bağlandığı anlamına gelir. Homolog kromozomların DNA dizileri arasındaki küçük farklılıklar genin işlevini değiştirmez ancak genin aleli veya fenotipini değiştirebilir. Örneğin, bir gen saç rengi gibi bir özelliği kodlarsa, aleli belirli fenotipi, yani saçın siyah mı, sarı mı yoksa kırmızı mı olacağını belirler. İnsanlar, her bir gen konumunda, her ebeveynden birer tane olmak üzere aynı genin iki aleli içerir. Gen dönüşümü gibi rekombinasyon, genin çocuktaki formunu veya tezahürünü değiştirerek bu dağılımı değiştirir.

Suggested Reading

  1. Chen, Jian-Min, David N. Cooper, Nadia Chuzhanova, Claude Férec, and George P. Patrinos. "Gene conversion: mechanisms, evolution and human disease." Nature Reviews Genetics 8, no. 10 (2007): 762.
  2. Andersen, Sabrina L., and Jeff Sekelsky. "Meiotic versus mitotic recombination: Two different routes for double‐strand break repair: The different functions of meiotic versus mitotic DSB repair are reflected in different pathway usage and different outcomes." Bioessays 32, no. 12 (2010): 1058-1066.