Was ist der Unterschied von sequenzspezifischer Rekombination und homologer Rekombination?
Ist der Unterschied, dass sequenzspezifische Rekombination zwischen nicht-homologen Chromosomen stattfinden kann?
Habe in einem Video gehört, dass sequenzspezifische Rekombination = der "Austausch von mehreren DNA-Doppelhelixes, die sich in ihrer Nukleotid-Sequenz unterscheiden" ist.
Aber bei der homologen Rekombination unterscheiden sie sich doch auch in ihrer Nukleotidsequenz? Es macht ja keinen Sinn, wenn homologe Chromosomen DNA-Abschnitte austauschen, wenn sie Nukleotidsequenz komplett identisch ist. Denn dann würde der Austausch ja nichts bringen. Also ist es auch ein Austausch mit unterschiedlichen Nukleotidsequenzen?
1 Antwort
Da wäre es vielleicht ganz hilfreich, sich mal zu fragen, was "homolog" eigentlich bedeutet, meinst du nicht? Dadurch beantwortet sich die Frage nämlich schon von selbst.
Homologie bedeutet "Ursprungsgleichheit". Zwei Merkmale sind dann homolog, wenn sie von einem gemeinsamen Ur-Merkmal eines Vorfahren abstammen; z. B. sind unsere Arme und der Flügel der Vögel zueinander homolog, denn beide stammen von der Vordergliedmaße des ursprünglichen Landwirbeltierbauplans ab. Auf Ebene der Gene sind Gene dann homolog, wenn sie von einem gemeinsamen Vorläufergen abstammen. Dabei müssen wir noch zwischen Orthologie und Paralogie unterscheiden. Orthologie liegt vor, wenn ein Gen sich durch Divergenzprozesse in zwei (oder mehr) Gene aufspaltet, z. B. sind das Hämoglobingen des Menschen und das Hämoglobingen des Schimpansen zueinander ortholog. Paralogien entstehen, wenn ein Gen dupliziert wird und beide Genkopien sich unterschiedlich weiter entwickeln. Auf diese Weise entstehen Genfamilien. Ein Beispiel dafür sind das humane Hämoglobingen und das humane Myoglobingen. Beide entstanden aus einem Ur-Globingen, das sich duplizierte. Die eine Kopie führte zu den Hämoglobin-, die andere zu den Myoglobingenen.
Dadurch erklärt sich auch, was mit homologen Chromosomen gemeint ist. Es sind bei Diploiden diejenigen, die jeweils ursprungsgleiche Gene tragen. Die können auf den beiden Chromosomen aber in verschiedenen Varianten (Allelen) vorliegen. Bei einer homologen Rekombination kommt es also zwischen den Chromosomen zum Austausch homologer Abschnitte untereinander. Wenn etwa auf Chromosom 1 Allel A liegt und auf 1' liegt Allel B und diese beiden werden etwa durch ein Crossing Over getauscht, handelt es sich um eine homologe Rekombination.
Homologe Rekombination wird auch genutzt zur Reparatur beschädigter DNA. Während der DNA-Replikation kann es zu ungewollten Fehlern kommen. In der Regel ist aber nur ein Chromatid betroffen. Das andere ist in der Regel nicht beschädigt und kann zum Ausbessern genutzt werden.
Sequenzspezifische Rekombination ist hingegen eine Form der Neuanordnung nicht homologer Gene, die künstlich mit Hilfe des Lambda-Phagen erfolgt, einem viralen Vektor. Damit lassen sich nicht homologe (z. B. auch völlig artfremde) Gene ins Genom integrieren und transgene Organismen erzeugen.