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Rekombination
Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Rekombination durch sexuelle Prozesse von PoleDie Sexuelle Rekombination betrifft bei Eukaryoten, z. B. bei Pflanzen und Tieren, das gesamte Genom und ist damit die tiefgreifendste Form der Rekombination. Hierbei kann man zwei Rekombinationstypen unterscheiden:
Bei der interchromosomalen Rekombination lassen sich zwei Phasen unterscheiden:
Die Anzahl interchromosomaler Rekombinationsmöglichkeiten ist von der Anzahl der Chromosomen abhängig. Der Mensch mit seinen 23 Chromosomenpaaren kann z. B. 223 (8,39 Millionen) verschiedene Keimzellen ausbilden. Da bei der Befruchtung zwei Geschlechtszellen miteinander verschmelzen, ergeben sich damit für die Nachkommenschaft eines Menschenpaares 223 * 223 = 246 = 7 * 1013 (70 Billionen) Kombinationsmöglichkeiten! Zwei genetisch identische Nachkommen zu zeugen ist, außer bei eineiigen Mehrlingen, somit einem Menschenpaar alleine durch die interchromosomale Rekombination nahezu unmöglich. Rekombination durch parasexuelle ProzesseParasexualität tritt bei Bakterien und einigen Pilzen auf. Dabei findet entweder ein Transfer von Teilen des Genoms statt, oder es fusionieren Zellen, die auf nichtgeschlechtlichem Weg entstanden sind (vegetative Zellen). Ein Transfer von Genomteilen kann durch folgende Prozesse stattfinden:
Somatische RekombinationBei Eukaryoten ist Rekombination nicht auf die Meiose und die Keimzellen beschränkt. Auch in somatischen Zellen kann es zu einer DNA-Umgruppierung ("DNA-Rearrangement") kommen. Dieses wirkt sich auf die Genexpression aus. Als Beispiele seien Transposons ("springende Gene") und die somatische Rekombination der Immungloboline genannt, siehe V(D)J-Rekombination. Homologe und nicht homologe RekombinationHomologe RekombinationDie homologe Rekombination tritt bei allen Organismen auf. Voraussetzung sind homologe, doppelsträngige DNA-Abschnitte. Homolog heißt, dass es große Ähnlichkeiten in der Nucleotidsequenz gibt. Homologe Rekombinationen laufen meist nach folgendem Schema ab:
Ein Zwischenstadium dieses wichtigen, noch nicht restlos aufgeklärten Vorgangs, ist die sogenannte Holliday-Struktur. Sequenzspezifische RekombinationEine gezielte, also nicht zufällige Integration von DNA in ein Genom, kann auch noch durch die sequenzielle Rekombination erfolgen. Diese nicht homologe Rekombination wird durch ein Enzym bewerkstelligt, wie es z. B. vom Bakteriophagen λ kodiert wird, die sogenannte Integrase. Die Integrase bringt zwei nicht homologe Sequenzen zweier DNA-Moleküle zusammen, katalysiert deren Spaltung und verbindet sie miteinander. So kann etwa ein Virengenom an einem vorgesehenen Ort in ein Chromosom eingebaut werden. Rekombination in der GentechnikIn der Gentechnik stehen heute Werkzeuge zur Verfügung, mit deren Hilfe künstlich rekombinante DNA hergestellt und in Organismen eingeschleust werden kann. Dazu wird meist DNA mit Restriktionsenzymen an spezifischen Erkennungssequenzen geschnitten und mit Ligasen neu verknüpft. Häufig dienen Plasmide oder Viren als Vektoren, um die rekombinante DNA in den Zielorganismus zu transferieren. Quellen
Kategorien: Genetik | Fortpflanzung |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Rekombination aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |