基因重組
DNA片段断裂转移位置导致新连锁关系形成的过程 / 維基百科,自由的 encyclopedia
遺傳學中,基因重組(英語:genetic recombination/reshuffling)亦稱遺傳重組,是指DNA片段斷裂並且轉移位置的過程,會導致基因間或基因內新的連鎖關係形成。對於真核生物,減數分裂過程中的基因重組能夠形成一套新的遺傳訊息,並從親本遺傳給子代。多數基因重組是自然發生的,可以分為兩種類型:(1)染色體間重組,通過位點在不同染色體上的等位基因的自由組合發生(減數分裂I中同源染色體的非姐妹染色單體上的基因自由組合);(2)染色體內重組,通過交換發生。[1]
在真核生物減數分裂過程中,遺傳重組時同源染色體會配對。隨後可能會發生染色體間的遺傳訊息傳遞。訊息傳遞可以不需要物理交換(遺傳物質的一部分從一條染色體複製到另一條染色體,而來源的染色體並未改變,見圖中SDSA路徑),也可以通過DNA鏈斷裂並重新連接,形成新的DNA分子(見圖中DHJ路徑)。
重組也可能在真核生物有絲分裂時發生,它通常涉及染色體複製後形成的兩個姐妹染色體。在這種情況下,由於姐妹染色體通常是相同的,所以不會產生新的等位基因組合。在減數分裂和有絲分裂中,DNA的相似分子(同源序列)之間發生重組。減數分裂過程中,非姐妹同源染色體相互配對,使非姐妹同源染色體之間發生典型的重組。在減數分裂和有絲分裂細胞中,同源染色體之間的重組是DNA修復中常見的機制。無性生殖的細菌和古菌也會發生基因重組和重組DNA修復。
對原核生物(例如細菌)來說,個體之間可以通過交接,或是經由病毒(例如噬菌體)的傳送,來交換彼此的基因,並且利用基因重組,將這些基因組合到本身原有的遺傳物質中。
對於較複雜的生物來說,重組通常是因為同源染色體配對時發生互換,使得同源染色體上的基因在遺傳到子代時,經常有不完全的連鎖。由於重組現象的存在,科學家可以利用重組率來定出基因之間的相對位置,描繪出基因圖譜。
使同源序列相同的基因轉換過程也屬於基因重組。