GENETİK
REKOMBİNASYON
Genetik rekombinasyon, iki farklı
kaynaktan gelen genetik elementler arasında genetik materyallerin yer değişimi olarak tanımlanır.
Homolog (Genel) Rekombinasyon:
Birbirleriyle aynı ya da çok benzer olan (homolog) DNA dizileri arasındaki
değişimdir. Bu olay klasik genetikte krossing over olarak adlandırılır.
Prokaryotlarda doğal yollarla gen aktarımı
• Transformasyon,
• Transdüksiyon ve
• Konjugasyonla olmaktadır.
Transformasyon
DNA bağlanma proteini, hücre duvar otolizini,
kompetant spesifik protein RecA proteini
çeşitli nükleazlar Kompetant, yeterli
DNA büyüklüğü (15 gen)
Laboratuvar şartlarında transformasyon
E. coli suşları kalsiyum iyonları ile muamele edilip soğukta bekletilir
Hücre duvar yapıları bozulur (protoplast)
Elektrik akımına maruz kalan hücrelerin membranlarında DNA’ nın geçebileceği deliklerin oluşturulduğu elektroporasyon yöntemi ile de transformasyon
gerçekleştirilir.
Transfeksiyon:
Virüs DNA’ sının transformasyon yolu ile hücrelere aktarımı ile karakterize edilen genetik aktarım sistemidir.
Ökaryot hücreler de bakterilerdeki
transformasyona benzer şekilde DNA alırlar.
Hücre duvarsız ökaryot hücrelerde fagositozla hücre dışındaki DNA
moleküllerinin alınması da transfeksiyon olarak adlandırılır.
Mayalar gibi hücre duvarlı ökaryot
mikroorganizmalarda ise düşük sıklıkta transfeksiyon olur. Mayalar transfeksiyon yeteneklerinin arttırılması için çeşitli
uygulamalarla yapay olarak yeterli hale getirilirler.
Transdüksiyon
Genel (Spesifik olmayan = Generalize
= Kısıtlanmamış) transdüksiyon:
Özel (Spesifik = Kısıtlı) transdüksiyon:
Faj çevrimi:
Temperent bir faj konukçu genomuna bağlandığında konukçuda (lizojen) bazı fenotipik değişimler olur. Bu olay faj
çevrimi (dönüşümü) olarak adlandırılır.
Temperent bir fajla enfekte olan bir hücre ikinci bir temperent faj enfeksiyonuna
dirençli hale gelir. Bu şekilde bakterinin faj adsorpsiyon yeteneği değişir.
Difteri hastalığına sebep olan
Corynebacterium diphtheriae bakterisi, beta( β) fajıyla enfekte olduğunda toksin üreterek fenotipik bir değişim geçirir.
Konjugasyonda sadece konjugatif plazmid alıcı hücreye aktarılmaz.
Verici hücrelerde bulunan diğer plazmidler, temperent fajlar (sexdüksiyon) ya da verici bakterinin kromozomal DNA’sının bir parçası da aktarılabilir.
Konjugasyon
F plazmidi
ds DNA Halkasal,
eliminasyon (curing)
kendi replikasyonlarını sağlayan genler (rep, inc, oriS)
dönen çember replikasyon kopya sayısı,
uyuşmazlık(inc) gen bölgesi epizomal IS2, IS3, Tn1000
tra bölgesi bir hücreden diğerine transfer
Kromozoma bağlandığında replikasyon yapamaz
sadece tra bölgesi aktiftir, pilus üreterek konjugasyon yapar.
Transformasyon ve transdüksiyonda olduğu gibi Hfr ve F- genleri arasında RecA proteinlerinin görev aldığı
homolog rekombinasyon olur.
Transpozisyon, özel bir rekombinasyon tipi olarak düşünülür.
Hücredeki homolog rekombinasyondan farklı olarak, homolog baz çiftleri arasında
gerçekleşmez.
Her iki DNA’ nın birbirini tanıması için
sadece küçük bir homolog DNA segmenti gereklidir.
Ayrıca RecA proteini de bu tip
rekombinasyonda görev görmemektedir.
Bunun yerine transpozaz enzimi görevlidir.
Bu tip rekombinasyon için özel baz dizileri gerekli olduğundan site (bölge) spesifik rekombinasyon olarak adlandırılır.
Hareketli elemanlar bir gen içine
bağlandığında o genin fonksiyonunu bozarak mutasyona sebep olurlar.
Transpozon mutasyonu olarak da
adlandırılan bu olayda transpozonun hareketi taşıdığı antibiyotik direnç
genleriyle izlenir.
