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7.10:

Conversione genica

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Molecular Biology
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JoVE Core Molecular Biology
Gene Conversion

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A differenza della mitosi dove le rotture a doppio filamento sono accidentali, nella miosi, sono create da un enzima chiamato Spo11 che scinde la struttura del fosfodiestere. Le estremità elicoidali rotte sono tagliate da un complesso proteico chiamato MRX, e il danno è riparato da un processo chiamato conversione genica;il filamento di DNA accettore danneggiato invade un omologo DNA donatore duplex, per formare un anello di spostamento. Questo processo crea regioni di DNA eteroduplex dove un filamento del DNA donatore si accoppia con un filamento complementare di DNA accettore.La DNA polimerasi estende il filamento invasore, e il D-loop esteso che si accoppia quindi con le tre 46.890:00:45.360 00:00:00 prime code libere. La sintesi del DNA del nuovo filamento risulta nella formazione di un intermedio con due strutture a quattro filamenti chiamate giunzioni Holliday. Questo intermedio a doppia giunzione di Holliday è risolto dagli enzimi di riparazione del DNA chiamati resolvasi;ci sono due orientazioni in cui le giunzioni possono essere segmentate:nella prima, la resolvasi intacca ogni giunzione orizzontalmente in modo che i filamenti parentali siano ancora intatti;questo risulta in un prodotto non-crossover chiamato così perché i filamenti dopo la rottura rimangono con il loro partner originale, e non c’è uno scambio maggiore tra i filamenti del donatore e dell’accettore.In alternativa, se la scissione avviene verticalmente, le regioni che fiancheggiano il danno vengono commutate portando ad un prodotto di crossover, dove il filamento donatore che segue la rottura si ricombinerà con il filamento accettore. La conversione genica ha un impatto significativo sulla diversità genomica. Negli organismi che si riproducono sessualmente, la prole eredita, un insieme di geni dal padre e un insieme dalla madre.Gli insiemi del DNA parentale si ricombinano ed i cromatidi fratelli subiscono la conversione del gene;questo risulta in una prole che ha nuovi cromosomi rispetto a quelli dei genitori.

7.10:

Conversione genica

Other than maintaining genome stability via DNA repair, homologous recombination plays an important role in diversifying the genome. In fact, the recombination of sequences forms the molecular basis of genomic evolution. Random and non-random permutations of genomic sequences create a library of new amalgamated sequences. These newly formed genomes can determine the fitness and survival of cells. In bacteria, homologous and non-homologous types of recombination lead to the evolution of new genomes that ultimately decide the adaptability of bacteria to varying environmental conditions.

During meiosis, when a single cell divides twice to produce four cells containing half the original number of chromosomes, HR leads to crossovers between genes. This means that two regions of the same chromosome with nearly identical sequences break and then reconnect but to a different end piece. The minor differences between the DNA sequences of the homologous chromosomes do not change the function of the gene but can change the allele or the phenotype of the gene. For example, if a gene codes for a trait such as hair color, its allele determines the specific phenotype, i.e. whether the hair would be black, blonde or red. Humans contain two alleles of the same gene, at each gene location, one from each parent. Recombination such as gene conversion changes this distribution, altering the gene’s form or manifestation in the offspring.

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.