Recombinació homòloga
tipus de recombinació genètica en què les seqüències s'intercanvien entre dues molècules similars o idèntiques d'ADN. / From Wikipedia, the free encyclopedia
La recombinació homòloga (RH) és un tipus de recombinació genètica en què les seqüències de nucleòtids s'intercanvien entre dues molècules similars o idèntiques d'ADN. És la recombinació més utilitzada per les cèl·lules per reparar trencaments nocius que es produeixen en ambdues cadenes d'ADN, anomenades ruptures de cadenes dobles (DSB). La RH també produeix noves combinacions de seqüències d'ADN durant la meiosi, el procés pel qual les cèl·lules eucariotes fan gàmetes, com espermatozoides i òvuls en els animals. Aquestes noves combinacions d'ADN representen la variació genètica en la descendència, que al seu torn permet que les poblacions s'adaptin durant el curs de l'evolució.[1] La RH s'utilitza també en la transferència horitzontal de gens per a l'intercanvi de material genètic entre diferents espècies de bacteris i virus.
Tot i que la recombinació homòloga varia àmpliament entre els diferents organismes i tipus de cèl·lules, la majoria de les formes involucren les mateixes etapes bàsiques. Després que es produeix una ruptura en la doble cadena, les seccions d'ADN es tallen entorn als extrems 5' de la ruptura en un procés anomenat resecció. En la invasió de la cadena, el pas següent és que un extrem sortint 3' de la molècula d'ADN trencada envaeix una molècula d'ADN similar o idèntica que no està trencada. Després de la invasió de la cadena, la seqüència addicional d'esdeveniments pot seguir qualsevol de les dues vies principals: la via DSBR (reparació de trencaments de doble cadena) o la via SDSA (síntesi de línia de recuits dependents). La recombinació homòloga que es produeix durant la reparació de l'ADN tendeix a donar lloc a productes que no són d'encreuament, és a dir, la restauració de la molècula d'ADN malmesa, tal com existia abans de la ruptura de la doble cadena.
La recombinació homòloga es conserva a través dels tres dominis de la vida, així com els virus, la qual cosa suggereix que es tracta d'un mecanisme biològic gairebé universal. El descobriment de gens per a la recombinació homòloga en protists —un grup divers de microorganismes eucariotes— ha estat interpretat com una evidència que la meiosi va sorgir de manera precoç en l'evolució dels eucariotes. Ja que la seva disfunció ha estat fortament associada amb una major susceptibilitat a diversos tipus de càncer, les proteïnes que faciliten la recombinació homòloga són temes de recerca activa. La recombinació homòloga s'utilitza també a "gene targeting", una tècnica per a la introducció de canvis genètics en organismes objectiu. Mario Capecchi, Martin Evans i Oliver Smithies van ser guardonats amb el Premi Nobel de Fisiologia o Medicina l'any 2007 gràcies al desenvolupament d'aquesta tècnica; Quan van descobrir de forma independent les aplicacions de les cèl·lules mare embrionàries. No obstant això, els mecanismes altament conservats es basen en el model de reparació de DSB, inclosa la integració homòloga uniforme d'ADN transformat (teràpia gènica) que va ser demostrat per primera vegada en experiments de plasmidis per Orr-Weaver, Szostack i Rothstein.[2][3][4][5] La recerca de la OSD plasmidi induït, utilitzant irradiació-Y durant la dècada dels 1970, va portar a experiments posteriors utilitzant endonucleases (per exemple, I-Scel) que tallen els cromosomes per a l'enginyeria genètica de cèl·lules de mamífers, on la recombinació no homòloga és més freqüent que en els experiments del llevat.[6][7]