Recombinatie (genetica)

Recombinatie door breukvorming en reparatie

Genetische recombinatie is de uitwisseling van genetisch materiaal, DNA en RNA, van ouders tijdens de voortplanting waardoor de genetische eigenschappen van het nageslacht een herschikking van genen is ten opzichte van de ouders.

Mogelijk vermindert recombinatie het effect van Mullers palwiel, waarbij een stapeling van schadelijke mutaties door het ontbreken van recombinatie een onomkeerbaar pal-effect tot gevolg heeft met steeds minder levensvatbaar nageslacht. Ook het effect van Kondrashov's bijl wordt mogelijk verminderd door recombinatie, al is dit moeilijk te bewijzen.

Geslachtelijke voortplanting

Recombinatie vindt plaats tijdens elke geslachtelijke voortplanting en is belangrijk om DNA-schade te repareren. Tijdens de meiose worden segmenten uitgewisseld tussen twee homologe chromosomen. Deze crossing-over gaat vooraf aan de verdeling van chromosomen over de gameten, de zaadcellen en eicellen, waardoor elke gameet chromosomen bevat uit genetisch materiaal van beide ouders, maar nieuwe combinaties van allelen hebben die niet voorkwamen bij deze ouders. Dit vergroot de genetische variatie binnen een populatie, maar zonder verstoring van de omgeving en zonder natuurlijke selectie zal dit niet tot soortvorming leiden.

Bij crossing-over worden genen die gelinkt zijn doordat ze op hetzelfde chromosoom liggen tijdens de meiose verdeeld over twee homologe chromosomen. De link tussen beide genen wordt in dit proces verbroken. Dit proces wordt gekatalyseerd door de enzymen recombinase.

Ongeslachtelijke voortplanting

Mitotische recombinatie vindt veel minder plaats, aangezien DNA-replicatie twee identieke kopieën oplevert. Tijdens de mitose kan het genoom van een somatische cel opnieuw gerangschikt worden in verschillende sequenties. Homologe recombinatie treedt vooral op bij zusterchromatiden.

Virussen

Bij het influenza-virus treedt soms een recombinatie op van de zeven of acht segmenten RNA die het genoom van het virus uitmaken. Als verschillende soorten virussen dezelfde cel infecteren (co-infectie), kunnen stukken van de ene soort bij stukken van de andere soort terechtkomen. Soms ontstaat zo een totaal nieuwe vorm van het virus. Dit proces is antigenic shift.

Genetische modificatie

Recombinatie wordt ook toegepast bij genetische modificatie, waarbij genen kunstmatig worden toegevoegd of gewijzigd in het genoom van een organisme, waardoor het organisme eigenschappen kan krijgen die het van nature niet heeft. Het DNA, genoom of hele organisme is dan recombinant.

Eenheid

De eenheid van recombinatie is de morgan (M), genoemd naar de Amerikaanse geneticus Thomas Morgan. Een recombinatie van 0 M betekent dat twee genen naar alle waarschijnlijkheid niet zullen recombineren, een recombinatie van 1 M betekent dat twee genen vrijwel zeker zullen recombineren. In de praktijk wordt deze het vaakst uitgedrukt in cM (centimorgan), waarbij 1 cM staat voor 1 % kans per generatie op recombinatie door crossing-over.

Zie ook

• Genkoppeling

· ·

Chromosoom en genoom

· ·

Mutaties