Çift iplikçikli DNA kopmaları, DNA replikasyonundaki hatalar ve iyonlaştırıcı radyasyon gibi zararlı ajanlara maruz kalmaktan kaynaklanır. Bu tip DNA hasarı, genomik bütünlüğü korumak ve kontrolsüz hücre büyümesini önlemek için onarılmalıdır.
Homolog rekombinasyon, çift zincirli DNA kopmalarının onarılması için bir mekanizmadır. Homolog bir kromozom segmentinin kullanılması yoluyla DNA’nın her iki şeridindeki hasarlı bazları onarmak için nükleotid dizilerinin değişimini içerir. Homolog bir şablon gerektirmeyen başka DNA onarım yöntemleri de olsa, bu mekanizma hataya daha az eğilimli olduğu için avantajlıdır.
Homolog rekombinasyon, DNA sarmallarının eşleşmesinde yardımcı olan Holliday bağlantılarıyla ilişkilidir. Farklı yollar çaprazlama ve çapraz olmayan ürünler üretebilir ve bu genetik çeşitlilik ve dolayısıyla evrim için hayati öneme sahiptir.
Holliday kavşağı, dört çift iplikçikli kol içeren çapraz şekilli bir yapıdır. Homolog rekombinasyon sırasında, iki homolog DNA helezonunun eşleştirilmesi ve dört telin ikisinin karşılıklı değişimi yoluyla bir ara ürün olarak işlev görür. Proteinler daha sonra heterodubleks DNA’yı genişletmek için DNA helezonlarının birleştirildiği çaprazlama noktasını hareket ettirmek için birleşim ile etkileşime girer.
Çözünürlük basamağı, iki helezonu bağlayan şeritleri ya orijinal geçiş kordonlarının çiftini ya da çapraz-olmayan şeritleri ayırarak keser. Orijinal geçiş şeritleri kesildiğinde, ayrılan DNA sarmalları, heterodupleksi oluşturan tek iplikçikli DNA’nın değişimi haricinde büyük oranda değiştirilmez.
Orijinal çapraz olmayan şeritleri keserek, iki iplikçikli DNA segmentlerinin karşılıklı değişimi ile iki rekombinant kromozom oluşur.
DNA’da çift iplikli kırıkları tamir etmek için DSBR yolu
DNA’da çift iplikli kırılmaların homolog rekombinasyon ile tamir edildiği iki yol vardır. Şerit değiştirme ve DNA sentezinden sonra, çift zincirli kırılma onarımı (DSBR) yolu, iplik invazyonunda yer almayan bir 3 ‘DNA segmenti ile bir homolog kromozom arasında bir ikinci Holliday bağlantısının oluşmasını içerir.
Çift Holliday bağlantıları, her bir Holliday kavşağında iki iplikçiğin kenetleme endonükleazları yoluyla ayrılmasıyla rekombinant ürünlere kesilir. DSBR yolu, kromozomal çaprazlama ile sonuçlanma eğilimindedir ve her Holliday kavşağında kesişen veya çapraz olmayan şeritlerin kesilip kesilmediğine bağlıdır. DBSR ile çift sarmallı kırıkların rekombinasyonel onarımı, mitoz sırasında sadece küçük bir yoldur.
DNA’da çift iplikli kırıkları tamir etmek için SDSA yolu
Sentez bağımlı iplikçik tavlama (SDSA) yolu, mitoz sırasında DNA’da çift iplikçik kırılmaların onarımı için ana mekanizmadır. Çapraz geçişi olmayan ürünler, yeni sentezlenmiş 3 ‘sonlanmadan önce, kopmanın diğer tarafındaki tamamlayıcı tek iplikçiğe, heterodupleks DNA bölgesini, dal göçü yoluyla genişleterek oluşturulur.
SDSA ayrıca çift iplik kopması durumunda mayoz bölünmeyen ürünlerin üretim için homolog rekombinasyon yoludur. Bu nedenle homolog rekombinasyonun SDSA yolu, herhangi bir heterozigotluk kaybını önler.
Homolog rekombinasyonun temel adımları
Homolog rekombinasyon üç adımda tanımlanabilir:
- Iplik değişimi
- Şube göç
- Çözüm
Kordon değişimi, her iki kesme ucunda bir tek iplikçiğin bir 5′-3 ‘degradasyonu ile başlatılır, 3’ tek iplikli segmentler üretir. 3 ‘, yeni DNA’nın sentezi için bir DNA geçişi veya Holliday birleşme sağlamak için bir kardeş kromatid homolog bir bölge ile biter.
Şube göçü, Holliday kavşağını DNA boyunca translokasyon yaparak, krossover bölgesinden uzaklaşan heterodubleks bölgeleri uzatır. Tek ipliklerin baz eşleştirmesi yoluyla bağlanmasıyla bir hetero çiftli bölge oluşturulur ve uzunlukları binlerce taban çifti olabilir. Birleşme noktasının ayrılması ayrı DNA molekülleri ürettiğinde, çözünürlük aşaması tamamlanır.
Holliday kavşağı ve homolog rekombinasyon
