Gen rekombinasiyası müxtəlif orqanizmlər arasında genetik material mübadiləsidir. Bu, hər iki valideyndə olanlardan fərqli əlamətlər kombinasiyası ilə nəslin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Bu genetik mübadilələrin əksəriyyəti təbii şəkildə baş verir.
Necə olur
Genlərin rekombinasiyası meioz, mayalanma və kəsişmə zamanı qametlərin əmələ gəlməsi zamanı genlərin ayrılması nəticəsində başlayır. Keçid DNT molekullarında allellərin bir homoloji xromosom seqmentindən digərinə mövqeyini dəyişməsinə imkan verir. Rekombinasiya növün və ya populyasiyanın genetik müxtəlifliyindən məsuldur.
Xromosom quruluşu
Xromosomlar hüceyrələrin nüvəsinin daxilində yerləşir. Onlar xromatindən, histon adlanan zülalların ətrafına möhkəm sarılmış DNT-dən hazırlanmış genetik material kütləsindən əmələ gəlir. Xromosom adətən tək zəncirlidir və uzun və qısa bölgələri birləşdirən sentromer bölgəsindən ibarətdir.
Xromosomların dublikasiyası
Hüceyrə öz həyat dövrünə girəndə onun xromosomlarıbölünməyə hazırlaşarkən DNT replikasiyası yolu ilə təkrarlanır. Hər bir təkrarlanan xromosom bacı xromatidlər adlanan iki eyni xromosomdan ibarətdir. Onlar sentromer bölgəsi ilə əlaqələndirilir. Hüceyrələr bölündükdə qoşalaşmış dəstlər əmələ gəlir. Onlar hər valideyndən bir xromosomdan (homoloji) ibarətdir.
Xromosom mübadiləsi
Krossinq-over zamanı gen rekombinasiyası ilk dəfə Thomas Hunt Morgan tərəfindən təsvir edilmişdir. Eukariotlarda bu, xromosom keçidi ilə asanlaşdırılır. Keçmə prosesi nəslin müxtəlif gen birləşmələrinə sahib olması ilə nəticələnir və yeni kimerik allellər yarada bilər. Bu, cinsi yolla çoxalan orqanizmlərə aseksual populyasiyanın genomlarının geri dönməz şəkildə genetik delesiyaları topladığı Moeller ratchetindən qaçmağa imkan verir.
Profaza I zamanı dörd xromatid sıx bağlıdır. Bu formalaşmada iki molekuldakı homoloji yerlər bir-biri ilə yaxından cütləşə və genetik məlumat mübadiləsi apara bilər. Gen rekombinasiyası xromosomun istənilən yerində baş verə bilər. Onun iki nöqtə arasındakı tezliyi onları ayıran məsafədən asılıdır.
Məna
Krossoverlər nəticəsində genlərin hərəkətini izləməyin genetiklər üçün çox faydalı olduğu sübut edilmişdir. Bu, bir xromosomda iki genin bir-birindən nə qədər uzaq olduğunu müəyyən etməyə imkan verir. Elm də müəyyən genlərin varlığını müəyyən etmək üçün bu üsuldan istifadə edə bilər. Bağlı bir cütdəki bir molekul digərinin varlığını aşkar etmək üçün bir marker kimi xidmət edir. Patogenlərin mövcudluğunu aşkar etmək üçün istifadə olunurgenlər.
İki müşahidə lokusu arasında rekombinasiya tezliyi kəsişmə dəyəridir. Bu, müşahidə olunan genetik fokusların qarşılıqlı məsafəsindən asılıdır. İstənilən sabit ətraf mühit şəraiti üçün bağ strukturunun müəyyən bir bölgəsində (xromosom) rekombinasiya sabit olmağa meyllidir. Eyni şey, genetik xəritələr yaradılarkən istifadə edilən kəsişmə dəyəri üçün də keçərlidir.
Meioz
Xromosomal krossover hər bir valideyndən miras qalmış qoşalaşmış xromosomların mübadiləsini nəzərdə tutur. Meyoz gen rekombinasiyasının əsası kimi bu prosesdə mühüm rol oynayır. Bu prosesin molekulyar modelləri dəlillər toplandıqca illər ərzində təkamül etmişdir. Yeni model nümayiş etdirir ki, meyozun başlanğıcında mövcud olan dörd xromatiddən ikisi (profaza I) bir-biri ilə qoşalaşmış və qarşılıqlı təsir göstərə bilir. Orada xromosomların və genlərin rekombinasiyası baş verir. Bununla belə, yalnız kəsişməyə diqqət yetirən meiozun adaptiv funksiyasının izahları əksər mübadilə hadisələri üçün kifayət deyil.
Mitoz və qeyri-homoloji xromosomlar
Eukaryotik hüceyrələrdə krossover mitoz zamanı da baş verə bilər. Bu, eyni genetik materiala malik iki hüceyrə ilə nəticələnir. Mitozda homoloji xromosomlar arasında baş verən hər hansı krossover yeni gen kombinasiyası yaratmır.
Qeyri-homoloji xromosomlarda baş verən kəsişmə kimi tanınan mutasiya yarada bilər.translokasiya. Bu, xromosomun bir seqmenti homoloji olmayan molekuldan ayrılıb yeni mövqeyə keçdikdə baş verir. Bu tip mutasiya təhlükəli ola bilər, çünki bu, tez-tez xərçəng hüceyrələrinin inkişafına səbəb olur.
Gen Dönüşüm
Genlər çevrildikdə, genetik materialın bir hissəsi donor dəyişdirilmədən bir xromosomdan digərinə köçürülür. Gen çevrilməsi faktiki yerdə yüksək tezlikdə baş verir. Bu, bir DNT ardıcıllığının bir spiraldan digərinə kopyalandığı prosesdir. Genlərin və xromosomların rekombinasiyası göbələk çarpazlarında tədqiq edilmişdir, burada fərdi meiozların dörd məhsulunu müşahidə etmək rahatdır. Gen çevrilməsi hadisələri fərdi hüceyrə bölünməsində normal 2:2 seqreqasiyadan kənarlaşmalar kimi fərqləndirilə bilər.
Gen mühəndisliyi
Gen rekombinasiyası süni və məqsədyönlü ola bilər. Çox vaxt müxtəlif orqanizmlərdən fərqli DNT fraqmentlərində istifadə olunur. Beləliklə, rekombinant DNT əldə edilir. Süni rekombinasiya orqanizmin genlərini əlavə etmək, çıxarmaq və ya dəyişdirmək üçün istifadə edilə bilər. Bu üsul genetik və zülal mühəndisliyi sahəsində biotibbi tədqiqatlar üçün vacibdir.
Rekombinant bərpa
Mitoz və meyoz zamanı müxtəlif ekzogen amillərlə zədələnmiş DNT homoloji təmir mərhələsi (HRS) ilə xilas ola bilər. İnsanlarda və gəmiricilərdə meyoz zamanı FGF üçün lazım olan gen məhsullarının çatışmazlığı sonsuzluğa səbəb olur.
Bakteriyatransformasiya adətən eyni növün ayrı-ayrı hüceyrələri arasında baş verən gen transferi prosesidir. Bu, gen rekombinasiyası vasitəsilə donor DNT-nin alıcının xromosomuna inteqrasiyasını əhatə edir. Bu proses zədələnmiş hüceyrələri bərpa etmək üçün uyğunlaşmadır. Transformasiya, host infeksiyası ilə əlaqəli iltihablı, oksidləşdirici mühitdə baş verən DNT zədəsinin təmirinə imkan verməklə patogen bakteriyalara fayda verə bilər.
Hər birində ölümcül genomik zədə olan iki və ya daha çox virus eyni ana hüceyrəni yoluxdurduqda, genomlar bir-biri ilə cütləşə və həyat qabiliyyətli nəsillər yaratmaq üçün FGP-dən keçə bilər. Bu proses çoxluğun reaktivasiyası adlanır. Bir neçə patogen virusda tədqiq edilmişdir.
Prokaryotik hüceyrələrdə rekombinasiya
Nüvəsi olmayan təkhüceyrəli bakteriyalar kimi prokaryotik hüceyrələr də genetik rekombinasiyaya məruz qalırlar. Bu zaman bir bakteriyanın genləri krossinq yolu ilə digərinin genomuna daxil edilir. Bakterial rekombinasiya konyuqasiya, transformasiya və ya transduksiya prosesləri ilə həyata keçirilir.
Konjuqasiyada bir bakteriya digərinə zülal boru quruluşu vasitəsilə bağlanır. Transformasiya prosesində prokaryotlar ətraf mühitdən DNT alırlar. Onlar ən çox ölü hüceyrələrdən gəlir.
Transduksiyada DNT bakteriofaq kimi tanınan bakteriyaları yoluxduran bir virus vasitəsilə mübadilə edilir. Yad hüceyrə konyuqasiya, transformasiya və ya transduksiya yolu ilə daxililəşdirildikdən sonra,bakteriya öz seqmentlərini öz DNT-sinə daxil edə bilir. Bu köçürmə kəsişmə yolu ilə həyata keçirilir və rekombinant bakteriya hüceyrəsinin yaranmasına səbəb olur.
