101656

2) Rekombinacja miejscowa (nichomologiczna).

W tym typie rekombinacji homologia uczestniczących sekwencji jest niewielka (krótkie odcinki DNA o długości 10- kilkanaście pz). Ten typ rekombinacji jest niezależny od systemu rekombinacyjnego komórki, w przeciwieństwie do rekombinacji ogólej.

Wśród rekombinacji miejscowej wyróżniamy 2 typy:

a)    Rekombinacja miejscowa specyficzna.

Np. integracja faga A do genomu E.coli. W tym procesie uczestniczą krótkie określone sekwencje nukleotydowe genomu fagowego i genomu E.coli: sekwencja attP na fagu A (POP’), a ze str DNA komórki bakteryjnej sekwencja attB (BOB’). W części centralnej jednej i drugiej sekwencji występuje tzw region rdzeniowy składający się z 15 nukleotydów i jedynie w obrębie tej centralnej części rdzeniowej występuje homologia pomiędzy DNA faga a DNA E.coli. W tym procesie uczestniczą odpowiednie białka: fagowe białko Int- integraza, bakteryjne białko histonopodobne IHF. W tym określonym miejscu chromosomu następuje wbudowanie fagowego DNA z wytworzeniem profaga i komórki lizogennej. Możliwy jest też proces odwrotny, czyli wycinanie profaga wcześniej zintegrowanego z cliromosomem E.coli, w którym również uczestniczą białka Int i IHF, ale oprócz nich uczestniczy też dodatkowe białko fagowe Xis.

b)    Rekombinacja miejscowa nieuprawniona.

Np. integracja faga A do sekwencji AOA' (sekwencje o niewielkim stopniu homologii do fagowego DNA) oraz np. integracja do DNA ruchomych elementów genetycznych czyli transpozonów i sekwencji inercyjnych (mogą się wbudowywać w różne miejsca innych cząsteczek DNA, nawet przy braku homologii ich sekwencji).

Rekombinacja ogólna- zależy od białek rekombinacyjnych (systemu rekombinacyjnego komórki gospodarza).

Najważniejsze białka rekombinacyjne: RecA i RecBCD.

Charakterystyczną cechą tych białek jest to, że w rejonie homologii rozluźniają one dwuniciową strukturę DNA (działają jak helikaza). Proces ten zależy od ATP. Znane są liczne mutanty bakteryjne w obrębie RecA- obniżona częstość rekombinacji. Takie mutanty są też bardzo podatne na działanie różnorodnych czynników mutagennych. Wiele z tych mutacji jest letalnych, bo w ich efekcie uszkodzenia DNA nie są usuwane. Innym skutkiem mutacji genów kodujących białka rekombinacyjne jest fakt, że po zakażeniu mutanta fagiem bardzo trudno jest indukować faga (wywołać cykl lityczny).

Kolejna charakteiystyczna cecha białek rekombinacyjnych to fakt, że oprócz aktywności helikazy posiadają aktywność endonukleazy (zdolność przecinania łańcucha DNA).

Proces rekombinacji został początkowo opisany jako zjawisko odpowiedzialne za proces Crossing over i wymianę fragmentów DNA między homologicznymi chromosomami w czasie mejozy w komórkach eukariotycznych. W późniejszym czasie wykazano również rolę rekombinacji w procesie integracji obcego DNA do genomów bakteiyjnych, co przebiega w trakcie procesu transdukcji, transformacji i koniugacji.

1964 rok- opracowanie modelu Holliday’a (molekularny przebieg rekombinacji). Model Holliday^a odnosi się do rekombinacji ogólnej, która jest najważniejszym rodzajem rekombinacji i która jest zjawiskiem leżącym u podstaw c/o podczas mejozy u eukariota oraz integracji obcego DNA do genomu bakteryjnego.

Model Holliday’a opisuje rekombinację między: