Rekombination

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Als genetische Rekombination bezeichnet man die Entstehung neuer Kombinationen von Genen (genauer: von DNA oder RNA-Sequenzen). Durch die Neukombination des genetischen Materials können neue Merkmalskombinationen entstehen. Rekombination und Mutation bilden zusammen die Quelle für die genetische Variabilität einer Population. Rekombination kann bei verschiedenen Organismen auf verschiedenen Ebenen stattfinden:

[Bearbeiten] Rekombination von Viren

• Übertragung der Vogelgrippe auf den Menschen und über Rekombination von Mensch zu Mensch
• RNA-Sequenz von "AIDS" um 1980 und 2006.

[Bearbeiten] (Para)sexualität der Prokaryoten

Rekombination findet bei Prokaryoten als Austausch oder Transfer von Information zwischen verschiedenen Individuen oder verschiedenen DNA-Molekülen statt. Dieser Mechanismus konnte in allen im Detail untersuchten Prokaryoten nachgewiesen werden.

[Bearbeiten] Sexualität und somatische Rekombination der Eukaryoten

Eukaryoten weisen Sexualität und somatische Rekombination auf:

• Interchromosomale Rekombination. Rekombination durch Segregation und Neukombination ganzer Chromosomen:
  • Bei der Verschmelzung von Gameten (Befruchtung) werden die Gene der unterschiedlichen Zellen kombiniert. Dabei entsteht in der Regel eine neue einzigartige Kombination genetischer Merkmale (siehe Fortpflanzung).
  • Bei der Meiose werden die bivalenten Chromosomenpaare zufällig auf die Tochterzellen verteilt. Dieser Mechanismus sorgt für eine begrenzte Anzahl von verschiedenen Geschlechtszellen. Daneben können durch asymmetrische Segregation weitere Neukombinationen entstehen.
• intrachromosomale Rekombination. Zum Beispiel durch crossing over kann es während der meiotischen Prophase oder während der Mitose zum Austausch oder Transfer von Information zwischen DNA-Molekülen kommen. (siehe Crossing over bzw. Rekombinase) Auch Viren können Vektoren von DNA-Sequenzen sein. Man unterscheidet zwischen
  • Nicht homologe Endverknüpfung. Falls Rekombination zwischen Sequenzen stattfindet, die keine oder nur geringe Sequenz-Homologie besitzen, wird dies als nicht-homologe Endverknüpfung (engl. nonhomologous end joining [NHEJ]) bezeichnet.
  • Homologe Rekombination. Diese bedingt die Interaktion von DNA-Sequenzen mit perfekter oder annähernd perfekter Homologie, die sich über einige hundert Basenpaare erstrecken kann (die Länge varriert von Organismus zu Organismus).

Der Prozess der homologen Rekombination spielt eine lebenswichtige Rolle in der Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität in pro- und eukaryotischen Organismen. In somatischen Zellen ist die primäre Funktion der homologen Rekombination die Reparatur von DNA-Schäden, wie Doppelstrangbrüchen (DSB) oder Einzelstrang-Lücken (engl. gaps), die aufgrund eines Zusammenbruchs der Replikationsgabel, durch die Prozessierung von spontanen Schäden und durch den Kontakt mit DNA-schädigenden Wirkstoffen entstehen können. Für die Aufrechterhaltung der Telomere ist die homologe Rekombination unerlässlich, ebenso bei der Vermehrung ohne Telomere. Während der Meiose wird durch die homologe Rekombination der physikalische Kontakt zwischen den homologen Chromosomen hergestellt, damit eine gleichmäßige Verteilung der Chromosomen möglich ist.