Генийн рекомбинац гэдэг нь янз бүрийн организмуудын хооронд удамшлын материалын солилцоо юм. Үүний үр дүнд эцэг эхийн аль алиных нь шинж чанараас ялгаатай хосолсон шинж чанаруудтай үр удам бий болдог. Эдгээр генетикийн солилцооны ихэнх нь байгалийн жамаар явагддаг.
Энэ нь яаж болдог вэ
Генийн рекомбинац нь мейоз, үр тогтох, огтлолцох үед бэлгийн эс үүсэх үед генүүд салсны үр дүнд эхэлдэг. Загалмай нь ДНХ-ийн молекул дээрх аллелуудыг нэг гомолог хромосомын сегментээс нөгөөд шилжүүлэх боломжийг олгодог. Рекомбинац нь төрөл зүйл эсвэл популяцийн генетикийн олон янз байдлыг хариуцдаг.
Хромосомын бүтэц
Хромосомууд нь эсийн цөм дотор байрладаг. Эдгээр нь гистон гэж нэрлэгддэг уурагуудын эргэн тойронд нягт ороосон ДНХ-ээс бүтсэн удамшлын материалын масс болох хроматинаас үүсдэг. Хромосом нь ихэвчлэн нэг судалтай бөгөөд урт ба богино мужуудыг холбосон центромер бүсээс тогтдог.
Хромосомын давхардал
Эс амьдралынхаа мөчлөгт орох үед түүний хромосомуудхуваагдахад бэлтгэхийн тулд ДНХ-ийн репликациар хуулбарлагддаг. Давхардсан хромосом бүр нь эгч хроматид гэж нэрлэгддэг хоёр ижил хромосомоос бүрдэнэ. Тэд центромерын бүстэй холбоотой байдаг. Эсүүд хуваагдах үед хосолсон багц үүсдэг. Тэд эцэг эх бүрээс нэг хромосомоос (гомолог) тогтдог.
Хромосомын солилцоо
Кроссинг-оверын үеийн генийн рекомбинацийг анх Томас Хант Морган тодорхойлсон. Эукариотуудад энэ нь хромосомын хөндлөн огтлолцолоор хөнгөвчилдөг. Загалмайн үр дүнд үр удам өөр өөр генийн хослолтой болж, шинэ химерик аллель үүсгэж болно. Энэ нь бэлгийн замаар нөхөн үржихүйн организмд бэлгийн бус популяцийн геномууд эргэлт буцалтгүй байдлаар генетикийн устгалыг хуримтлуулдаг Моэллерийн ратчетээс зайлсхийх боломжийг олгодог.
Профазын I үед дөрвөн хроматид хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Энэ формацид хоёр молекул дээрх гомолог сайтууд бие биетэйгээ нягт хосолж, генетикийн мэдээлэл солилцож чаддаг. Генийн рекомбинац нь хромосомын аль ч хэсэгт тохиолдож болно. Хоёр цэгийн хоорондох давтамж нь тэдгээрийн хоорондох зайнаас хамаарна.
Утга
Кроссоверын үр дүнд генийн хөдөлгөөнийг хянах нь генетикчдэд маш хэрэгтэй болох нь батлагдсан. Энэ нь хромосом дээр хоёр ген хэр хол байгааг тодорхойлох боломжтой болгодог. Шинжлэх ухаан мөн энэ аргыг ашиглан тодорхой ген байгаа эсэхийг дүгнэж болно. Холбогдсон хосын нэг молекул нь нөгөө молекул байгаа эсэхийг илрүүлэх маркер болдог. Энэ нь эмгэг төрүүлэгчийг илрүүлэхэд ашиглагддагген.
Ажиглагдсан хоёр байршлын хоорондох рекомбинацын давтамж нь огтлолцлын утга юм. Энэ нь ажиглагдсан генетикийн голомтуудын харилцан зайнаас хамаарна. Хүрээлэн буй орчны аливаа тогтсон нөхцөл байдлын хувьд бондын бүтцийн тодорхой хэсэгт (хромосом) рекомбинация тогтмол байх хандлагатай байдаг. Генетикийн зураг үүсгэх үед ашигладаг огтлолцлын утгын хувьд ч мөн адил.
Меиоз
Хромосомын кроссовер нь эцэг эх бүрээс удамшсан хос хромосомын солилцоонд ордог. Энэ үйл явцад генийн рекомбинацын үндэс болох мейоз чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ үйл явцын молекул загварууд олон жилийн туршид нотлох баримтууд хуримтлагдсанаар хөгжиж ирсэн. Шинэ загвар нь мейозын эхэн үед (профаз I) байдаг дөрвөн хроматидын хоёр нь бие биетэйгээ хосолсон бөгөөд харилцан үйлчлэх чадвартай болохыг харуулж байна. Үүнд хромосом ба генийн рекомбинац явагддаг. Гэсэн хэдий ч, зөвхөн огтлолцол дээр төвлөрдөг мейозын дасан зохицох функцийн тайлбар нь ихэнх солилцооны үйл явдлын хувьд хангалтгүй юм.
Митоз ба гомолог бус хромосом
Эукариот эсүүдэд кроссовер нь митозын үед ч тохиолдож болно. Үүний үр дүнд ижил генетик материалтай хоёр эс үүсдэг. Митоз дахь гомолог хромосомуудын хооронд үүссэн аливаа кроссовер нь генийн шинэ хослол үүсгэдэггүй.
Гомолог бус хромосомд тохиолддог хөндлөн огтлол нь мутаци үүсгэдэг.шилжүүлэн суулгах. Энэ нь хромосомын сегмент нь гомолог бус молекулаас салж, шинэ байрлал руу шилжих үед үүсдэг. Энэ төрлийн мутаци нь ихэвчлэн хорт хавдрын эсийг хөгжүүлэхэд хүргэдэг тул аюултай.
Генийн хувиргалт
Ген хувирах үед генетикийн материалын нэг хэсэг нь донорыг өөрчлөхгүйгээр нэг хромосомоос нөгөө хромосом руу хуулдаг. Генийн хувиргалт нь бодит байршилд өндөр давтамжтайгаар явагддаг. Энэ нь ДНХ-ийн дарааллыг нэг спиральаас нөгөөд хуулах үйл явц юм. Ген ба хромосомын рекомбинацийг мөөгөнцрийн загалмайд судалж үзсэн бөгөөд энэ нь бие даасан мейозын дөрвөн бүтээгдэхүүнийг ажиглахад тохиромжтой. Ген хувиргах үйл явдлууд нь бие даасан эсийн хуваагдал дахь хэвийн 2:2-ын ялгаралаас хазайлтаар ялгагдана.
Ген инженерчлэл
Генийн рекомбинац нь зохиомол, санаатай байж болно. Энэ нь ихэвчлэн өөр өөр организмын ДНХ-ийн хуваагдмал хэсгүүдэд ашиглагддаг. Тиймээс рекомбинант ДНХ-г олж авдаг. Зохиомол рекомбинацийг организмын генийг нэмэх, устгах, өөрчлөхөд ашиглаж болно. Энэ арга нь генетик болон уургийн инженерчлэлийн чиглэлээр биоанагаах ухааны судалгаа хийхэд чухал ач холбогдолтой.
Рекомбинант сэргээх
Митоз ба мейозын үед янз бүрийн экзоген хүчин зүйлийн нөлөөгөөр гэмтсэн ДНХ-ийг гомолог засварын үе шат (HRS) хийснээр хадгалагдаж болно. Хүн болон мэрэгчдийн хувьд мейозын үед FGF-д шаардлагатай генийн бүтээгдэхүүний дутагдал нь үргүйдэл үүсгэдэг.
БактериТрансформаци гэдэг нь нэг зүйлийн бие даасан эсүүдийн хооронд ихэвчлэн тохиолддог ген шилжүүлэх үйл явц юм. Энэ нь генийн рекомбинацаар дамжуулан донорын ДНХ-г хүлээн авагчийн хромосомд нэгтгэх үйл явцыг хамардаг. Энэ процесс нь гэмтсэн эсийг нөхөн сэргээх дасан зохицох явдал юм. Өөрчлөлт нь хостын халдвартай холбоотой үрэвсэл, исэлдэлтийн орчинд үүсдэг ДНХ-ийн гэмтлийг засах замаар эмгэг төрүүлэгч бактериудад ашигтай байж болно.
Үхлийн геномын гэмтэл агуулсан хоёр ба түүнээс дээш вирус нэг эзэн эсэд халдварлах үед геномууд хоорондоо хосолж, өрхийн эмнэлгээр дамжин амьдрах чадвартай үр удмаа бий болгодог. Энэ процессыг олон дахин идэвхжүүлэх гэж нэрлэдэг. Үүнийг хэд хэдэн эмгэг төрүүлэгч вируст судалсан.
Прокариот эс дэх рекомбинация
Цөмгүй нэг эст бактери шиг прокариот эсүүд мөн удамшлын рекомбинацанд ордог. Энэ тохиолдолд нэг нянгийн генийг нөгөө бактерийн геномд кроссинг хийх замаар оруулна. Бактерийн рекомбинацийг коньюгаци, хувиргалт эсвэл трансдукцын процессоор гүйцэтгэдэг.
Коньюгацид нэг нян нөгөөтэй нь уургийн хоолойн бүтцээр холбогддог. Өөрчлөлтийн явцад прокариотууд хүрээлэн буй орчноос ДНХ авдаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн үхсэн эсээс үүсдэг.
Трансдукцын үед ДНХ нь бактериофаг гэгддэг бактерийг халдварладаг вирусээр дамждаг. Гадны эсийг коньюгаци, хувиргалт, дамжуулалтаар дотооддоо оруулсны дараа,нян нь сегментээ өөрийн ДНХ-д оруулж чаддаг. Энэ дамжуулалтыг хөндлөн огтлолцох замаар хийж, бактерийн рекомбинант эсийг бий болгоход хүргэдэг.
