Homologe recombinatie
Homologe recombinatie (Engels: homologous recombination) is een vorm van genetische recombinatie waarbij genetische informatie wordt uitgewisseld tussen twee identieke – of bijna identieke – dubbelstrengse DNA-moleculen. Homologe recombinatie is in alle levende cellen van groot belang voor de reparatie van dubbelstrengse DNA-breuken: een vorm van DNA-schade waarbij beide strengen van de DNA-helix doorgebroken zijn.
Homologe recombinatie komt ook voor tussen gepaarde chromosomen gedurende de meiose. Hierbij worden segmenten van chromosomen met elkaar verwisseld, wat leidt tot nieuwe combinaties van DNA-sequenties; husseling van genetisch materiaal in de geslachtscellen. Dit principe ligt, in ieder geval bij eukaryoten, ten grondslag aan de totstandkoming van genetische variatie.
Het mechanisme van homologe recombinatie verloopt in verschillende organismen en celtypen volgens dezelfde basisstappen. Nadat er een dubbelstrengse breuk is gemaakt, worden beide uiteinden van het DNA aan het 5'-eind weggeknipt, een proces genaamd end resection.[1] Het overhangende enkelstrengse 3'-eind, zal zich vervolgens binden aan een homoloog (dat wil zeggen identiek of bijna identiek) DNA-molecuul dat niet gebroken is – door zich er tussen te voegen. Dit heet strand invasion en berust op complementaire basenparing. Vervolgens wordt de beschadigde streng middels een polymerase foutloos hersteld, gebruikmakend van het onbeschadigde donor-DNA als template.[1] Het uiteindelijke herstelmechanisme kan via verschillende routes verlopen. Homologe recombinatie is een relatief flexibel proces.
Onderzoek[bewerken | brontekst bewerken]
Homologe recombinatie komt voor in alle drie de domeinen van het leven, en ook verschillende virussen maken er gebruik van. Omdat de genen die betrokken zijn bij homologe recombinatie bij simpele eencellige protisten voorkomen, wordt aangenomen dat het mechanisme al zeer vroeg in de evolutie van eukaryoten is ontstaan. Verstoringen van homologe recombinatie zijn in verband gebracht met verschillende vormen van kanker.[2] Om deze reden zijn de eiwitten die homologe recombinatie mogelijk maken, zoals de RecA/Rad51-eiwitfamilie, een belangrijk onderwerp in biomedisch onderzoek.
Homologe recombinatie wordt in experimenteel onderzoek gebruikt bij gene targeting, een techniek waarmee men een gewenst stukje genetisch materiaal in een cel kan introduceren. Voor deze techniek werd in 2007 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde uitgereikt. Gene targeting wordt bijvoorbeeld gebruikt om een knockoutmuis te maken, of een ander genetisch gemodificeerd organisme.[3]
Zie ook[bewerken | brontekst bewerken]
Bronnen
|