Homolog rekombinasyon (genel rekombinasyon olarak da bilinir), benzer veya aynı dizilere sahip DNA iplikleri arasında nükleotit dizilerinin birbiriyle yer değiştirdiği bir genetik rekombinasyon tipidir. Bu süreç sırasında DNA birkaç kere kesilir, sonra da birleştirilir. Homolog rekombinasyon, DNA'daki çift iplikli kırıkların hatasız tamirinde kullanılmanın yanı sıra, mayoz sırasında krosover yoluyla yeni DNA dizi bileşimlerinin (kombinezonlarının) oluşumunu da sağlar. DNA'daki yeni bileşimler oluşturur. Genetik varyasyonlar yeni, bir olasılıkla yararlı olabilecek alel kombinasyonlarıdır, bunların üreyen canlı topluluklarda oluşmaları, bu değişiklikleri taşıyan bireylerin değişen çevresel şartlara evrimsel adaptasyon göstermelerini sağlar.
İki tip homolog rekombinasyon vardır, biri mitoz sırasında DNA tamirinde görülür, öbürü mayoz sırasında. Bunların aynı ilk adımları aynıdır: çift iplikli bir kırık meydana geldikten sonra, kırığın etrafındaki DNA'nın 5' ucundan bir kısım kesilp atılır (buna rezeksiyon denir). Bunu izleyen İşgal adımında, hasar görmüş kromozomun çıkıntı yapan 3' ucu, hasarsız homolog kromozomu "işgal" eder. İşgalin ardından iki kromozom arasında bir Holliday bağlantısı oluşur. DNA tamir yolağında, ikinci bir Holliday bağlantısı oluşur. Bu iki bağlantının nasıl ayrıştığına (yani kesildiğine) bağlı olarak, mayotik versiyonda kromozom krosoveri ya olur ya da olmaz.
Homolog rekombinasyonun, canlıların üç üst aleminde de olması onun temel bir biyolojik mekanizma olduğunu düşündürür. Protistalarda homolog rekombinmasyon genlerinin keşfi, mayozun evrim tarihinde erken ökaryot kökenli olduğu şeklinde yorumlanmıştır. Bu genlerin bozulması ile birkaç tip kanser arasında ilişki bulunduğu için, homolog rekombinasyon proteinleri aktif bir araştırma konusudur. Homolog rekombinasyon, ayrıca moleküler biyolojide kullanılan bir tekniktir, hedef organizmalarda genetik değişiklikler meydana getirmek için kullanılır. Homolog rekombinasyon teknikleri kullanan gen hedefleme teknikleri 2007 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nün konusu olmuştur.
Bakterilerde
Homolog rekombinasyon bakterilerde önemli bir DNA tamir sürecidir. Bakteri topluluklarında genetik çeşitlilik oluşturmakta da önemlidir, ama bu süreç ökaryotik genomlarıa çeşitlilik getiren mayotik rekombinasyondan büyük farklılık gösterir. Homolog rekombinasyon Escherichia coli adlı bakteride ayrıntılı bir şekilde çalışılmıştır. Bu yolağın iki versiyonu vardır, bunlar, çift iplikli kırıkların tamirini sağlayan yolağı ve tek iplikli kırıkların tamirini sağlayan yolağıdır. RecBCD yolağı, bozulmuş veya duraksamış DNA ikileşme çatalını yeniden harekete geçirmeye, ayrıca transpozonlarda gen ifadesinin düzenlenmesinde kullanılır.
RecBCD yolağı
RecBCD yolağı, bakterilerde çift iplikli DNA kırıklarını onarmakta kullanılan ana rekombinasyon yolağıdır. Çift iplikli DNA'daki bir kırığın küt veya yaklaşık küt ucuna bağlanarak rekombinasyonu başlatır. RecBCD DNA'ya bağlanınca, RecB ve RecD altbirimleri, ATP hidrolizi ile yürüyen helikaz etkinliği sayesinde, birbirine sarılı DNA ikilisini çözmeye başlar. Bu iki altbirim sonra ayrılmış olan iplikleri endonükleotik olarak keser: RecB, 3' ucu, RecD'nin 5' ucu kesmesinden daha sık olarak keser. DNA'nın açılması ve kesilmesi RecBCD'nin (İng. Chi site) olarak adlandırılan spesifik bir nükleotit dizisine (5'-GCTGGTGG-3') varana kadar devam eder.
Kay konumuna varınca RecBCD enziminin etkinliğinde dramatik bir değişiklik meydana gelir. RecBCD birkaç saniye kadar duralar, sonra ilk hızının yarısı bir hızla ilerlemeye devam eder. RecD kesme hızını artırır ve 5' ipliği daha parçalanmış bir hale getirir, bu arada RecB altbirimi kesme etkinliğini durdurur. Kay konumunun tanınması RecBCD enzimini değiştirir, öyle ki 3'uzantıya birçok RecA proteinleri yüklemeye başlar. Meydana gelen, RecA kaplı nükleoprotein filaman, homolog kromozomda benzer diziler aramaya başlar. Başka bir DNA molekülünde benzer bir dizi bulunca RecA'lı iplik, iplik işgali denen bir süreç ile bu homolog DNA ikilisinin içine girer.
İşgalci 3' çıkıntı içine girdiği DNA ikilisindeki iki iplikten birinin yerini alır. Sonuç, Holliday bağlantısı olarak adlandırılan, X-harfi şeklinde bir yapıdır. RuvA Holliday bağlantısına bağlanır ve RuvB'yi seferber eder. Holiday birleşiminin DNA üzerinde yürümesi dal ilerlemesi olarak adlandırılır ve heksamerik bir olan RuvB tarafından katalizlenir. RuvC zayıf spesifiteli bir endonükleazdır, junction ayrışmadan önce onun bir miktar ilerlemesine izin verir.
Rekombinasyon iki tip ürün verir, bunlar Holliday birleşiminin nasıl ayrıştığına bağlıdır bunlara uç birleştirme (İng. splice) veya yama (İng. patch) denir. Uç birleştirme ürünleri yarım krosover ürünleridir, bunun sonucu genler karılır. Buna karşın yama ayrışması krosover olmayan ürünler meydana getirir.
RecF yolağı
Bakteriler DNA'daki tek iplikli kırıkları onarmak için homolog rekombinasyonun RecF yolağını (RecFOR yolağı olarak da adlandırılır) kullanırlar. RecBCD yolağı mutasyonlar sonucu çalışmaz hale gelince RecF yolağı çift iplikli kırıkların tamirinde onun yerini de alabilir. RecF yolağı hâlen RecBCD yolağından çok daha az anlaşılmış durumdadır. İki yolak da iplik işgali için RecA'ya gerek duyar, ayrıca dal ilerlerlesi (İng. branch migration) ve ayrışma evrelerinde benzeşirler.
RecF yolağının başlangıcında, RecJ (tek iplikli DNA'yı 5' → 3i yönünde kesen bir eksonükleaz) DNA'daki tek iplikli bir kırıktaki 5' uca bağlanır, bu uçtan kırparak 3' doğrultuda ilerlemeye başlar. RecJ tek başına da çalışabilse de, (İngilizce single-strand binding protein veya SSBP) ve helikaz etkinliğinin mevcudiyeti 5' ucun ne kadar kırpıldığını (rezeksiyon miktarını) belirler. RecJ'nin 5' ucu kırpmasının ardından meydana gelen 3' çıkıntıya SSBP bağlanır. Bu sayede tek iplikli 3' çıkıntının, komplementer diziler yüzünden kendi üzerine katlanmasının önüne geçilmiş olur.
RecA'nın SSBP-kaplı 3' çıkıntıya yüklenmesi iki farklı yoldan olabilir, bunlardan biri RecFOR enzimini gerektirir, öbürü ise RecOR enzimini. RecFOR yolağında, 3' uca sahip tek iplikli DNA'nın çift ipliklikçikli DNA ile birleştiği konumda RecFR kompleksi bağlanır. RecO sonra tek iplikli DNA üzerinden SSBP'nin yerini alır ama SSBP RecO'ya bağlı kalır. RecFOR sonra bu tek iplikli DNA/çift iplikli DNA birleşmesindeki (junction) içeri girinti 5' uca RecA'yı yükler. RecFR'de bulunan RecR altbirimi RecO ile etkileşerek RecFOR kompleksini oluşturur. Bunun sonucu RecR hem RecO'dan SSBP'yi ayrıştırır hem de 3' çıkıntıya RecA proteinleri yükler.
RecOR tarafından RecA yüklemesi RecFOR yüklemesinden birkaç yönden farklıdır, özellikle moleküler etkileşim gereksinimleri ve ideal DNA substratı için. RecFOR yolağında farklı olarak, RecOR yolağında RecO ile SSBP'nin C-ucu arasında etkileşim vardır. Ayrıca, RecOR yolağında 3' çıkıntıya RecA'yı bağlamak için tek iplikli DNA/çift iplikli DNA birleşmesine gerek yoktur, buna karşın verimli olması için RecFOR yolağında böyle bir gereksinim vardır. Bu yüzden recA yüklemesinde RecOR yolağı çoğu durumda RecFOR yolağından daha verimli çalışır.
Dal ilerlemesi
İplik işgalinin hemen ardından, dal ilerlemesi olarak adlandırılan bir süreç ile, Holliday bağlantısı bağlanmış DNA üzerinde hareket eder. Holliday bağlantısının bu hareketi sırasında iki homolog DNA ikilileri arasında baz çiftleri birbiriyle yer değiştirir. Dal ilerlemesini katalizlemek için proteini Holliday bağlantısını önce tanır, sonra da ona bağlanır, ardından 'yi de seferber ederek RuvAB kompleksini oluşturur. RuvB molekülü halkasal, altıgen şekillidir; iki RuvB molekülü Holliday bağlantısının iki tarafında yüklenirler ve dal ilerlemesine güç verecek birer pompa gibi çalışırlar. İki RuvA tetrameri Holliday bağlantısının kare-şekilli merkezinde yer alır ve DNA'yı sandviç gibi aralarına alırlar. Her bir DNA ikilisinin iplikleri RuvA'nın yüzeyinde çözülürler, protein onları bir ikiliden öbürüne yönlendirir.
Ayrışma
Rekombinasyonun ayrışma (rezolüsyon) aşamasında, iplik işgal sürecinde oluşan Holliday bağlantıları kesilir, böylece tekrar iki ayrı DNA molekülü meydana gelir. Bu kesme işlemi, RuvC ile etkileşen RuvAB kompleksi beraberce oluşturduğu kompleksi tarafından yapılır. RuvC bir endonükleazdır, 5'-(A/T)TT(G/C)-3' dizisini keser; bu (dejenere) kod, DNA'da sıkça bulunur (yaklaşık her 64 nükleotitte bir). Kesmeden önce, RuvC Holliday bağlantısındaki iki RuvA tetramerinden birini yerinden çıkarıp oradaki DNA'ya temas eder. RuvC'nin DNA'yı nasıl kestiğine bağlı olarak rekombinasyon ya "uç birleştirme" (İng. splice) ya da "yama" (İng. patch) ürünleriyle sonuçlanır. Uçbirleştirme ürünleri krosover ürünleridir, rekombinasyon noktasının iki yanındaki genetik malzeme farklı şekilde bir araya gelir (asortisman olur). Yama ürünleri, buna karşın, krosover olmayan ürünlerdir, genetik malzemenin yeni bir bileşimi olmaz, rekombinasyon ürününde sadece hibrit DNA'dan oluşan bir "yama" vardır.
Genetik transferin kolaylaştırılması
Yatay gen transferi, bir organizmanın, yavrusu olmadığı başka bir organizmaya ait yabancı DNA'yı edinme sürecidir. Yatay gen transferinde verici organizmanın DNA'sının alıcı organizmanın genomuna entegre olmasında homolog rekombinasyon önemli bir yoludur. Homolog rekombinasyon alınan DNA'nın konak genoma yüksek derecede benzer olmasını gerektirir ve bu yüzden yatay gen transferi genelde benzer bakterilerle sınırlıdır. pek çok bakteri üzerinde yapılan çalışmalar göstermiştir ki, verici ve alıcı organizmaların DNA'ların dizi benzerliği arttıkça rekombinasyon sıklığı log-lineer bir azalma gösterir.
Ökaryotlarda
Homolog rekombinasyonun olması çoğu ökaryotik hücrede mitoz ve mayoz için esastır. Mitoz sırasında homolog rekombinasyon, iyonlaştırıcı radyasyon veya DNA'ya hasar verici kimyasalların neden olduğu çift iplikli kırıkları tamir etmeye yarar. Bunların tamir edilmemesi durumda somatik hücrelerde kromozom parçaları arasında büyük ölçekli yer değişimlerine (rearrangement) yol açar, bu da kansere neden olabilir.
Mayozda homolog rekombinasyon, (profaz I) evresindeki kromozom krosoverini kolaylaştırır. Mayotik homolog rekombinasyon proteininin programlanmış olarak DNA'da çift iplikli bir kırık yapması ile başlar. Bu kesilme yerleri öoğunlukla rekombinasyon "hotspotlarında" meydana gelir, bunlar kromozom üzerinde rekombinasyon sıklığını yüksek olduğu 1000-2000 baz çiftlik bölgelerdir. Aynı kromozomdaki iki gen arasında rekombinasyon hotspotunun olmazsa bu demektir ki bu iki gen gelecek kuşaklarda eşit oranda kalıtılacaktır, yani bu iki gen, bağımsız assorti olan genlerden beklenecek bağlantıdan daha yüksek bir bağlantıya sahip olacaktır. Ebeveyn kromozomlarındaki genetik malzemenin karışması (karılması?) sonraki kuşaklardaki genetik çeşitliliğin önemli bir kaynağıdır.
Çift iplikli kırık tamiri
HR ve NHEJ arasında seçim
Çift iplikli kırıklar homolog rekombinasyon veya (NHUB) ile tamir edilebilir. NHUB, homolog rekombinasyondan farklı olarak, onarıma kılavuzluk yapmak için uzun homolog bir diziye gerek göstermez. çift iplik kırıklarının tamiri için homolog rekombinasyon mu, NHUB mu kullanılacağı hücre döngüsünün evresine bağlıdır. Kardeş kromatitlere kolayca erişilebildiği hücre döngüsünün S ve G2 evrelerinde ve homolog rekombinasyon yukarı ayarlanır. Kardeş kromatitler birbirlerinin tam bir kopyası olduklarından homolog rekombinasyon için ideal birer substrattır, buna karşın homolog kromozomlar birbirlerine benzer olmakla beraber tıpatıp aynı değildirler. NHUB G1 evresinde hakimdir, ondan sonra aşağıa ayarlanır ama tüm hücre döngüsü boyunca bir miktar etkinliğini sürdürür. Homolog rekombinasyon ve NHUB'nin hücre döngüsüne dayalı düzenlenmeleri türlere göre çarklılık gösterir. (CDK) tomurcuklanan mayalarda ve memelilerde homolog rekombinasyonun özellikle önemli düzenlenyicileridir, ama çalışma mekanizmaları bu iki taksada farklıdır. Tomurcuklanan mayalarda, S evresine girince, adlı CDK, proteinini fosforile ederek homolog rekombinasyonu başlatır.
Modeller
Homolog rekombinasyonun çift iplikli kırık tamirine nasıl yardım ettiği hakkında iki ana model, çift iplikli kırık tamir yolağı (çifte Holliday bağlantı modeli olarak da değinilir) ve sentez-bağımlı iplik tavlama (SBİT) yolağıdır. Bu iki yolak ilk birkaç adımlarında benzerdirler. Çift iplikli bir kırık meydana geldikten sonra, (insanlarda ) olarak adlandırılan bir potein, kırığın iki tarafındaki DNA'lara bağlanır. Sonra bir çift iplikli kırığın bir "rezeksiyon"u olur, yani her iki zincirde de kırığın hemen akış yukarısındaki (yani 5' ucu tarafındaki) DNA çıkartılır. Resekziyonun ilk adımında MRX kompleksi Sae2'yi seferber eder, bunlar beraberce kırığın iki tarafındaki 5' uçları kırparak tek iplikli kısa 3' çıkıntılar yaratırlar. İkinci adımda, üç diğer enzim ile 5'→3' rezeksiyon devam eder: helikaz (bakteriyel RecQ helikazın bir homoloğu, bkz. yukarıdaki bölüm), ve nükleazları..
İkileşme proteini A (İng. Replication protein A veya ), tek iplikli DNA'ya yüksek bir proteindir, ilk aşamada 3' çıkıntılara bağlanır. Sonra, birkaç aracı proteinin de yardımıyla, Rad51 (ve mayoz sirasinda ) RPA ile kaplanmış tek iplikli DNA üzerinde bir nükleoprotein filaman oluşturur ve 3' çıkıntıya benzer diziye sahip DNA dizileri aramaya başlarlar. Böyle bir dizi bulunca, iplik işgali denen bir süreç başlar, tek iplikli nükleoprotein filaman, homolog kromozomun içine girer, onu "işgal" eder. İplik işgali sırasında, işgalci 3' çıkıntı ipliği ile homolog kromozom arasında bir deplasman (yerinden çıkma) ilmiği (İng. displacement loop veya D-ilmiği) oluşur. İplik işgalininin ardından, bir DNA polimeraz işgalci 3' ipliği uzatır ve D-ilmiğini, Holliday bağlantısı olarak adlandırılan, haç şekilli bir yapıya dönüştürür. Bunun ardından, işgalci iplik (yani orijinal 3' çıkıntılardan biri) üzerinde DNA sentezi olur, böylece iplik işgali sırasında yerinden çıkarılan iplik yerine yenisi getirilmiş olur.
Çift ipliklikçikli kırık tamir yolağı
Rezeksiyon, iplik işgali ve DNA sentez aşamalarının ardından, ÇİKT ve SBİT yolakları ayrışırlar. ÇİKT yolağının farklı olan yönü, ikinci 3' çıkıntının (iplik işgaline rol oynamayan çıkıntının) da homolog kromozom ile bir Holliday bağlantısı oluşturmasıdır. Çifte Holliday bağlantıları sonra (İng. nicking endonükleaz; DNA'nın tek ipliğini kesen (kerten) bir restriksiyon endonükleaz tipi) tarafından rekombinasyon ürünlerine dönüştürülür. ÇİKT yolağında rekombinasyon ürünü kromozomda krosover olma olasılığı olmama olasılığından çok daha yüksek olduğu bulunmuştur. ÇİKT yolağı çoğu zaman kromozom krosoveri ile sonuçlandığı için, mayozda homolog rekombinasyonun nasıl olduğunun esas modelidir.
ÇİKT yolağında rekombinasyonun kromozomal krosoverine yol açması çifte Holliday bağlantısının nasıl çözüldüğüne bağlıdır. Eğer iki Holliday bağlantısı kesişen ipliklerde kesilirse (yandaki şekildeki siyah ok uçlarında), krosoversiz kromozomlar meydana gelir. Alternatif olarak, eğer bir Holliday bağlantısı kesişen iplikte kesilir, öbür bağlantı ise kesişmeyen iplikte kesilirse (yani şekilde görülen bir Holiday bağlantısındaki siyah okta ve öbüründeki turuncu okta), kromozomal krosover meydana gelir.
SBİT yolağı
sentez-bağımlı iplik tavlama (SBİT) yolağı üzerinden homolog rekombinasyon mitozda olur ve krosoversiz ürünlerle ile sonuçlanır. Bu modelde, Holliday bağlantısının DNA ipliği üzerindeki hareketi (dal ilerlemesi, branch migration olarak adlandırılan bir süreç ile), uzatılmış işgalci ipliğin serbest bırakılması ile son bulur. İşgalci ipliğin yeni sentezlenmiş 3' ucu, zarar görmüş kromozomdaki öbür orijinal 3' ile komplementer baz eşleşmesi ile tavlanır. Tavlanmadan sonra 3' uçta kalan fazlalıklar çıkarılır, tek iplikli bölgeler tamir edilir ve SBİT tamamlanır.
Tek iplik tavlama yolağı
Homolog rekombinasyonun tek iplik tavlama (TİT) yolağı, iki tekrar dizisi arasındaki çift iplikli kırıklar tamir edilir. Kavram olarak bu yolak görece basittir: DNA ikilisinin iki ipliğinin 5'→3' rezeksiyonunun ardından, meydana gelen iki 3' çıkıntı hizalanır ve 'nin yardımıyla birbirlerine tavlanırlar. Tavlanma tamamlanınca, 3' çıkıntıların homolog olmayan, artık uçları ( ve 'in eşliğindeki) nükleaz tarafından sindirilip yok edilir. Kalan boşluklar yeni DNA sentezi ile doldurulur, ligasyon ile DNA ikilisindeki iplikler birleşir. Tekrar dizileri arasındaki DNA dizisi ve tekrar dizilerinden biri bu süreç sonunda kaybolur. Genetik mazlemede delesyonlara neden olmasından dolayı TİT yolağı mutajenik sayılır.
Kİİ yolağı
DNA ikileşmesi sırasında, DNA helikaz DNA'yı açarken bazen ikileşme çatalında çift iplikli kırıklara rastlanabilir. Bu bozukluklar homolog rekombinasyonun "kırık-indüklenmiş ikileşme" (İng. break-induced replication) (Kİİ) yolağı ile tamir edilir. Bu konuda önerilmiş üç model, iplik işgali ile başlar ama D-ilmiğinin ilerlemesi ve onu takip eden, post-sinaptik (Holliday bağlantısının ayrışması sonrası) evrelerde farklılık gösterirler.
Kİİ yolağı, telomerazların yokluğunda (veya onların eşliğinde) telomerlerin uzunluğunu muhafaza etmeye yarayabilir (telomerler ökaryotik kromozomların uçlarındaki DNA bölgeleridir). Telomeraz enzimleri olmayınca telomerle her mitoz bölünmesinin ardından biraz kısalırlar, bu da nihayet hücre bölünmesini engeller ve (yaşlanmaya) neden olur. Mutasyonlar sonucu telomerazın etkinsizleştirildiği hücrelerinde, Kİİ yolağını kullanarak telomerlerini uzatan ve beklenenden daha geç yaşlanan iki tip hücre tipi bulunmuştur. Her iki tip hücre Rad52 proteinine gerek duyar, Tip I hücreler ayrıca Rad51'e gerek duyar, Tip II hücreler ise duymaz. Bu iki tip hücrenin spontan mutasyonlar ile ortaya çıkarlar, Tip I hücreler Tip II ücrelere kıyasla daha sık oluşurlar ama daha yavaş büyürler.
Telomer uzunluğunun korunması, kanserin anahtar özelliklerinden biri olan kritik bir öneme sahiptir. Çoğu kanser, telomerlerini korumak için telomerazları . Ancak, bazı insan kanser tiplerinde, Kİİ-benzeri bir yolak, telomer muhafazası için alternatif bir mekanizma olarak çalışarak tümörlerin varlıklarını sürdürmelerini sağlar. Rekombinasyona dayalı bir telomer muhafaza mekanizması yüzünden telomeraz inhibitörlerine dayanıklılık oluşabileceği hâlen araştırılmaktadır.
İşlevsizliğin etkileri
Homolog rekombinasyonda yetersizlik insanlarda kanser oluşumu ile bağlantılı olduğu görülmüştür. Örneğin kanserle ilişikli , Werner sendromu ve , RecQ helikaz genlerinden birinin (sırasıyla , ve ) hatalı çalışmasından kaynaklanır. BLM proteinin eksik olduğu Bloom sendrom hastalarında homolog rekombinasyon sıklığında bir artma vardır. BLM'siz farelerde yapılan deneylerde, bu mutasyonun neden olduğu homolog rekombinasyon sonucu meydana gelen kansere yol açmaktadır.
Homolog rekombinasyon sıklığının azalması da kansere yol açabilir. bunun bir örneğidir. Bir tümör baskılayıcı gen olan BRCA1'nın kötü çalışmasının göğüs ve yumurtalık kanserine yatkınlığını artırdığı gösterilmiştir. BRCA1 geni olmayan hücrelerde homolog rekombinasyon vakaları 5 kat daha azdır; iyonlaştırıcı radyasyona daha duyarlı olmaları DNA'da daha çok sayıda çift iplikli kırık hasarının meydana geldiğini gösteri. BRCA1 ile yakın ilişkili bir gen olan 'nin tek bilinen işlevi homologrekombinasyonu kolaylaştırmaktır. Bu genin ürünü olan 3418 amino asit uzunluğundaki büyük protein, tek iplikli DNA'ya bağlanarak ve RAD51 uzamasi için bir platform sağlayarak homolog rekombinasyonu kolaylaştırır. Bu filaman homolog rekombinasyonun başlamasında önemli bir adımdır ve BRCA2 mutasyonları yüzünden bu süreci eksik olak hücrelerde BRCA1 mutanlarındakine benzer bir fenotip görülmüştür: azalmış homolog rekombinasyon ve radyasyona karşı artmış bir duyarlılık.
Evrimsel köken
Amino asit dizilerindeki benzerliklere dayanarak homolog rekombinasyon (HR) ile ilişkili proteinlerin ortak evrimsel kökenlere sahip olduğu düşünülmektedir. HR-ilişkili protein gruplarından biri RecA/Rad51 protein ailesidir, bunun içinde bakterilerdeki proteini, arkelerdeki benzer proteinler (RadA ve RadB) ve ökaryotlardaki proteinler (, Rad51B, Rad51C, Rad51D, , and ). Tüm bu proteinler, RecA/RAD51 olarak adlandırılan yaklaşık 230 amino asit uzunluğunda sahiptir. Bu protein bölgesi içinde iki dizi motifi vardır, ve , bunlar bu gen ailesinin protein ürünlerine ATP hidroliz etkinliği sağlar.
Filogenetik ağaçlarda RadA, Rad51 ve Dmc1'in aynı monofiletik gruba ait olması, bu proteinlerin ortak bir ataya ait olduğunu ima eder. Bu protein ailesinde Rad51 ve Dmc1 beraberce gruplandırılır, RadA'dan ayrı bir klad olarak. Okaryotik bir RecA geninde kadim bir gen ikileşme olayının modern RAD51 ve DMC1 genlerinin kökeni olduğu öne sürülmüştür. Bu üç proteinin beraberce gruplandırılma kıstaslarından biri, her birinin N-uçlarında bir sarmal-kıvrım-sarmal (helix-turn-helix) motifine sahip olmalarıdır, bu motif DNA'ya bağlanma özelliği sağlar.
Ökaryotlardan en erken ayrılan Protistalardan biri olan 'da Dmc1'in keşfedilmesi, mayotik homolog rekombinasyonun (ve mayozun kendisinin) ökaryotik evrimde erken ortaya çıkmış olabileceğini göstermektedir.
Dmc1 üzerine yapılan araştırmalara ek olarak, protein ve homologlarının moleküler ve filogenetik analizi de mayotik rekombinasyonun orijini hakkında bilgi vermektedir. Spo11, mayozda homolog rekombinasyonu başlatmak için çift iplikli kırıkları katalizleyen bir . Hayvan, mantar, bazı bitkiler, protistalar ve arkelerde Spo11 protein dizilerine dayanarak inşa edilen filogenetik ağaçlar, ökaryotik Spo11'in ökaryot ve arkebakterilerin en osn ortak atasında ortaya çıktığını ine sürmektedir.
Teknolojik uygulamalar
Gen hedeflemesi
Canlıların içine DNA dizileri sokup rekombinant DNA ve üretmekte kullanılan pek çok yöntem homolog rekombinasyon sürecini kullanır. Gen hedeflemesi olarak da adlandırılan bu yöntemler ve fare genetiğinde özellikle yaygın kullanılır. kullanılan gen hedefleme tekniği, yapay genetik malzemenin aktarılması için fare embriyonik kök hücreleri kullanır. Homolog rekombinasyon yoluyla hedef genin yerine dışarıdan eklenen gen gelir. Dolayısıyla fare, belli bir memeli genin etkilerini anlamak için bir model olarak kullanılır. Homolog rekombinasyon kullanarak embriyonik kök hücreler farelerde nasıl genetik değişim yaratılabileceğini keşfettikleri için Mario Capecchi, Martin Evans ve Oliver Smithies 2007 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü kazanmışlardır.
Protein mühendisliği
Homolog rekombinasyon ile iki proteindeki parçalar yer değiştirerek meydana getirir. Bu tekniklerde rekombinasyon kullanarak proteinin birincil dizisinde yüksek düzeyde çeşitlilik yaratılsa da proteinin katlanarak üçüncül yapısını oluşturma yeteneği korunur. Buna karşın diğie rprotein mühendislik tekniklerinde, örneğin rassal noktasal mutagenezde, proteinin işlevinin muhafaz olasılığı, artan amino asit substitusyonlarında artmayla üssel olarak olarak azalır. Rekombinasyon teknikleri ile üretilen kimeralar katlanma yeteneklerini muhafaza ederler çünkü yer değiştiren parçaları yapısal ve evrimsel olarak korunmuştur. Rekombinasyon yapabilen yapısal "bloklarda" amino asit kalıntıları arasındaki etkileşimler korunmuştur. SCHEMA gibi yöntemler ve (statistical coupling analysis) rekombinasyona uygun yapısal birimlerin tespitini mümkün kılar.
Homolog rekombinasyona dayana teknikler protein mühendisliğinde kullanılmıştır. 2007'de yayımlanan bir çalışmada, bileşiklerin biyosenteziyle ilişkili iki enzimin kimeraları üretilmiştir. Ebeveyn proteinler isoprenoid biyosentezindeki gerekli bir adımı sentezleme yetneğine sahip değilken, kimerada bu yetenek bulunmuştur. Recombinasyonlu protein mühendisliği ile üretilen sitokrom P450 proteinleri de ebeveyn proteinlerin kullanamadığı substratları kabul ettiği bulunmuş böylece tasarımlı kimeralarda önemli derecede işlevsel çeşitlilik olabildiği gösterilmiştir.
Kaynakça
- ^ Alberts, B; ve diğerleri. (2002). "Chapter 5: DNA Replication, Repair, and Recombination". Molecular Biology of the Cell (4.4 yayımcı=Garland Science bas.). New York. s. 845. ISBN . OCLC 1132112794. 27 Şubat 2009 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ Kowalczykowski, SC; ve diğerleri. (Eylül 1994). "Biochemistry of homologous recombination in Escherichia coli". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 58 (3). ss. 401-465. (PMC) 372975 $2. (PMID) 7968921.
- ^ Rocha, EPC; ve diğerleri. (Ağustos 2005). "Comparative and evolutionary analysis of the bacterial homologous recombination systems". PLoS Genetics. 1 (2). s. e15. doi:10.1371/journal.pgen.0010015. (PMC) 1193525 $2. (PMID) 16132081.
- ^ Singleton, MR; ve diğerleri. (Kasım 2004). (PDF). Nature. Cilt 432. ss. 187-193. doi:10.1038/nature02988. (PMID) 15538360. 25 Mayıs 2004 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ a b Dillingham, MS; Kowalczykowski, SC (Aralık 2008). "RecBCD enzyme and the repair of double-stranded DNA breaks". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 72 (4). s. 642-671. doi:10.1128/MMBR.00020-08. (PMC) 2593567 $2. (PMID) 19052323.
- ^ Spies, M; ve diğerleri. (Eylül 2003). "A molecular throttle: the recombination hotspot chi controls DNA translocation by the RecBCD helicase". Cell. 114 (5). ss. 647-654. doi:10.1016/S0092-8674(03)00681-0. (PMID) 13678587.
- ^ Donaldson, JR; ve diğerleri. (2006). . Journal of Biological Chemistry. 281 (39). ss. 28811-28821. doi:10.1074/jbc.M603933200. (PMID) 16895921. 23 Temmuz 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ Gumbiner-Russo, LM; Rosenberg, SM (2007). "Physical analyses of E. coli heteroduplex recombination products in vivo: on the prevalence of 5′ and 3′ patches". PLoS One. 2 (11). s. e1242. doi:10.1371/journal.pone.0001242. (PMC) 2082072 $2. (PMID) 18043749.
- ^ Hiom, K (Temmuz 2009). "DNA Repair: Common Approaches to Fixing Double-Strand Breaks". Current Biology. 19 (13). ss. R523-R525. doi:10.1016/j.cub.2009.06.009.
- ^ a b Handa, N; ve diğerleri. (2009). "Reconstitution of initial steps of dsDNA break repair by the RecF pathway of E. coli". Genes and Development. Cilt 23. ss. 1234-1245. doi:10.1101/gad.1780709. (PMC) 2685532 $2. (PMID) 19451222.
- ^ Kowalczykowski, SC; ve diğerleri. (1987). "Effects of the Escherichia coli SSB protein on the binding of Escherichia coli RecA protein to single-stranded DNA. Demonstration of competitive binding and the lack of a specific protein-protein interaction". Journal of Biological Chemistry. 193 (1). ss. 81-95. doi:10.1016/0022-2836(87)90629-2. (PMID) 3295259.
- ^ a b c Sakai, A; Cox, MM (2009). (PDF). Journal of Biological Chemistry. 284 (5). ss. 3264-3272. doi:10.1074/jbc.M807220200. (PMC) 2631980 $2. (PMID) 18986990. 17 Haziran 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ Inoue, H; ve diğerleri. (Ocak 2008). "The process of displacing the single-stranded DNA-binding protein from single-stranded DNA by RecO and RecR proteins". Nucleic Acids Research. 36 (1). ss. 94-109. doi:10.1093/nar/gkm1004. (PMC) 2248737 $2. (PMID) 18000001.
- ^ a b West, SC (Temmuz 2003). "Molecular views of recombination proteins and their control". Nature Reviews Molecular Cell Biology. Cilt 4. ss. 435-437. doi:10.1038/nrm1127. (PMID) 12778123.
- ^ a b c Watson, JD; ve diğerleri. (2003). Molecular Biology of the Gene (5. bas.). Pearson/Benjamin Cummings. ss. 259-291. ISBN .
- ^ Gumbiner-Russo, LM; Rosenberg, SM (Kasım 2007). "Physical analyses of E. coli heteroduplex recombination products in vivo: on the prevalence of 5′ and 3′ patches". PLoS One. 2 (11). s. e1242. doi:10.1371/journal.pone.0001242. (PMC) 2082072 $2. (PMID) 18043749.
- ^ Thomas, CM; Nielson, KM (Eylül 2005). (PDF). Nature Reviews Microbiology. 3 (9). ss. 711-721. doi:10.1038/nrmicro1234. (PMID) 16138099. 1 Haziran 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ Vulic, M; ve diğerleri. (Eylül 1997). "Molecular keys to speciation: DNA polymorphism and the control of genetic exchange in enterobacteria". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 94 (18). ss. 9763-9767. (PMC) 23264 $2. (PMID) 9275198.
- ^ Majewski, J; Cohan, FM (Ocak 1998). "The effect of mismatch repair and heteroduplex formation on sexual isolation in Bacillus". Genetics. 48 (1). ss. 13-18. (PMC) 1459767 $2. (PMID) 9475717.
- ^ Majewski, J; ve diğerleri. (Şubat 2000). "Barriers to genetic exchange between bacterial species: Streptococcus pneumoniae transformation". Journal of Bacteriology. Cilt 182. ss. 1016-1023. (PMC) 94378 $2. (PMID) 10648528.
- ^ Lodish H; ve diğerleri. (2000). "12.5: Recombination between Homologous DNA Sites: Double-Strand Breaks in DNA Initiate Recombination". Molecular Cell Biology (4. bas.). W. H. Freeman and Company. ISBN .
- ^ Griffiths, Anthony J.F.; ve diğerleri. (1999). "8: Chromosome Mutations: Chromosomal Rearrangements". Modern Genetic Analysis. W. H. Freeman and Company. ISBN . 27 Şubat 2009 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ Marcon, E; Moens, PB (Ağustos 2005). "The evolution of meiosis: recruitment and modification of somatic DNA-repair proteins". Bioessays. 27 (8). ss. 795-808. doi:10.1002/bies.20264. (PMID) 16015600.
- ^ a b Keeney, S; ve diğerleri. (Şubat 1997). "Meiosis-specific DNA double-strand breaks are catalyzed by Spo11, a member of a widely conserved protein family". Cell. 88 (3). ss. 375-384. doi:10.1016/S0092-8674(00)81876-0. (PMID) 9039264.
- ^ "A DNA recombination "hotspot" in humans is missing in chimps". PLoS Biology. 2 (6). Haziran 2004. s. e192. doi:10.1371/journal.pbio.0020192. (PMC) 423159 $2.
- ^ Shrivastav, M; ve diğerleri. (Ocak 2008). "Regulation of DNA double-strand break repair pathway choice". Cell Research. Cilt 18. ss. 134-147. doi:10.1038/cr.2007.111. (PMID) 18157161. 7 Eylül 2009 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ a b Mimitou, EP; Symington, LS (Mayıs 2009). "Nucleases and helicases take center stage in homologous recombination". Trends in Biochemical Science. 34 (5). ss. 264-272. doi:10.1016/j.tibs.2009.01.010. (PMID) 19375328.
- ^ a b c Sung, P; Klein, H (Ekim 2006). "Mechanism of homologous recombination: mediators and helicases take on regulatory functions". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 7 (10). ss. 739-750. doi:10.1038/nrm2008. (PMID) 16926856.
- ^ Wold, MS (1997). "Replication protein A: heterotrimeric, single-stranded DNA-binding protein required for eukaryotic DNA metabolism". Annual Review of Biochemistry. Cilt 66. ss. 61-92. doi:10.1146/annurev.biochem.66.1.61. (PMID) 9242902.
- ^ McMahill, MS; ve diğerleri. (Kasım 2007). "Synthesis-dependent strand annealing in meiosis". PLoS Biology. 5 (11). s. e299. doi:10.1371/journal.pbio.0050299. (PMC) 2062477 $2. (PMID) 17988174.
- ^ Alberts B; ve diğerleri. (2008). Molecular Biology of the Cell (5. bas.). Garland Science. ss. 312-313. ISBN . 27 Şubat 2009 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ekim 2009.
- ^ a b c Helleday, T; ve diğerleri. (Temmuz 2007). "DNA double-strand break repair: from mechanistic understanding to cancer treatment". DNA Repair (Amst.). 6 (7). ss. 923-935. doi:10.1016/j.dnarep.2007.02.006. (PMID) 17363343.
- ^ Haber lab. . "Brandeis University". 19 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ağustos 2009.
- ^ Mimitou, EP; Symington, LS (Eylül 2009). "DNA end resection: Many nucleases make light work". DNA repair. 8 (9). ss. 983-995. doi:10.1016/j.dnarep.2009.04.017.
- ^ Pâques, F; Haber, JE (Haziran 1999). "Multiple pathways of recombination induced by double-strand breaks in Saccharomyces cerevisiae". 63 (2). ss. 349-404. (PMC) 98970 $2. (PMID) 10357855.
- ^ a b McEachern, MJ; Haber, JE (2006). "Break-induced replication and recombinational telomere elongation in yeast". Annual Review of Biochemistry. Cilt 75. ss. 111-135. doi:10.1146/annurev.biochem.74.082803.133234. (PMID) 16756487.
- ^ Morrish, TA; Greider, CW (Ocak 2009). "Short telomeres initiate telomere recombination in primary and tumor cells". PLoS Genetics. 5 (1). s. e1000357. doi:10.1371/journal.pgen.1000357. (PMC) 2627939 $2. (PMID) 19180191.
- ^ Muntoni, RR; Reddel (Ekim 2005). "The first molecular details of ALT in human tumor cells". Human Molecular Genetics. 14 (Review Issue 2). ss. R191-R196. doi:10.1093/hmg/ddi266. (PMID) 16244317.
- ^ Cold Spring Harbor Laboratory (2007). "Human RecQ Helicases, Homologous Recombination And Genomic Instability". ScienceDaily. 10 Eylül 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Aralık 2008.
- ^ Modesti, M; Kanaar, R (2001). "Homologous recombination: from model organisms to human disease". Genome Biology. 2 (5). s. REVIEWS1014. doi:10.1186/gb-2001-2-5-reviews1014. (PMC) 138934 $2. (PMID) 11387040.
- ^ Luo, G; ve diğerleri. (Aralık 2000). "Cancer predisposition caused by elevated mitotic recombination in Bloom mice". Nature Genetics. 26 (4). ss. 424-429. doi:10.1038/82548. (PMID) 11101838.
- ^ a b c Powell, SN; Kachnic, LA (Eylül 2003). "Roles of BRCA1 and BRCA2 in homologous recombination, DNA replication fidelity and the cellular response to ionizing radiation". Oncogene. 22 (37). ss. 5784-5791. doi:10.1038/sj.onc.1206678. (PMID) 12947386.
- ^ a b c Lin, Z; ve diğerleri. (2006). "Origins and evolution of the recA/Rad51 gene family: evidence for ancient gene duplication and endosymbiotic gene transfer". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 103 (27). ss. 10328-10333. doi:10.1073/pnas.0604232103. (PMC) 1502457 $2. (PMID) 16798872.
- ^ Ramesh, MA; ve diğerleri. (Ocak 2005). "A phylogenomic inventory of meiotic genes; evidence for sex in Giardia and an early eukaryotic origin of meiosis". Current Biology. 15 (2). ss. 185-191. doi:10.1016/j.cub.2005.01.003. (PMID) 15668177.
- ^ a b Malik, SB; ve diğerleri. (Aralık 2007). "Protist homologs of the meiotic Spo11 gene and topoisomerase VI reveal an evolutionary history of gene duplication and lineage-specific loss". Molecular Biology and Evolution. 24 (12). ss. 2827-2841. doi:10.1093/molbev/msm217. (PMID) 17921483.
- ^ Lodish H; ve diğerleri. (2000). "8.5:Gene Replacement and Transgenic Animals: DNA Is Transferred into Eukaryotic Cells in Various Ways". Molecular Cell Biology (4. bas.). W. H. Freeman and Company. ISBN .
- ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007". The Nobel Foundation. 8 Aralık 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 15 Aralık 2008.
- ^ Drummond, DA; ve diğerleri. (Nisan 2005). "On the conservative nature of intragenic recombination". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 102 (15). ss. 5380-5385. doi:10.1073/pnas.0500729102. (PMC) 556249 $2. (PMID) 15809422.
- ^ Bloom, JD; ve diğerleri. (Ocak 2005). "Thermodynamic prediction of protein neutrality". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 102 (3). ss. 606-611. doi:10.1073/pnas.0406744102. (PMC) 545518 $2. (PMID) 15644440.
- ^ a b Carbone, MN; Arnold, FH (Ağustos 2007). "Engineering by homologous recombination: exploring sequence and function within a conserved fold". Current Opinion in Structural Biology. 17 (4). ss. 454-459. doi:10.1016/j.sbi.2007.08.005. (PMID) 17884462.
- ^ Otey, CR; ve diğerleri. (Mayıs 2006). "Structure-guided recombination creates an artificial family of cytochromes P450". PLoS Biology. 4 (5). ss. e112. doi:10.1371/journal.pbio.0040112. (PMC) 1431580 $2. (PMID) 16594730.
- ^ Socolich, M; ve diğerleri. (Eylül 2005). "Evolutionary information for specifying a protein fold". Nature. Cilt 437. ss. 512-518. doi:10.1038/nature03991. (PMID) 16177782.
- ^ Thulasiram, HV; ve diğerleri. (Nisan 2007). "Chimeras of two isoprenoid synthases catalyze all four coupling reactions in isoprenoid biosynthesis". Science. 316 (5821). ss. 73-76. doi:10.1126/science.1137786. (PMID) 17412950.
- ^ Landwehr, M (Mart 2007). "Diversification of catalytic function in a synthetic family of chimeric cytochrome P450s". Chemistry and Biology. 14 (3). ss. 269-278. doi:10.1016/j.chembiol.2007.01.009. (PMC) 1991292 $2. (PMID) 17379142.
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
- Animations - homologous recombination12 Aralık 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde .: Çeşitli homolog rekombinasyon modellerini gösteren animasyonlar
- Homologous recombination: Tempy & Trun8 Nisan 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde .: Homolog rekombinasyonun bakteriyel RecBCD yolağını gösteren animasyon
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Homolog rekombinasyon genel rekombinasyon olarak da bilinir benzer veya ayni dizilere sahip DNA iplikleri arasinda nukleotit dizilerinin birbiriyle yer degistirdigi bir genetik rekombinasyon tipidir Bu surec sirasinda DNA birkac kere kesilir sonra da birlestirilir Homolog rekombinasyon DNA daki cift iplikli kiriklarin hatasiz tamirinde kullanilmanin yani sira mayoz sirasinda krosover yoluyla yeni DNA dizi bilesimlerinin kombinezonlarinin olusumunu da saglar DNA daki yeni bilesimler olusturur Genetik varyasyonlar yeni bir olasilikla yararli olabilecek alel kombinasyonlaridir bunlarin ureyen canli topluluklarda olusmalari bu degisiklikleri tasiyan bireylerin degisen cevresel sartlara evrimsel adaptasyon gostermelerini saglar Mayoz sirasinda homolog rekombinasyon yeni gen bilesimleri olusturabilir sekilde kromozom 1 in homolog kopyalari icin gosterildigi gibi Iki tip homolog rekombinasyon vardir biri mitoz sirasinda DNA tamirinde gorulur oburu mayoz sirasinda Bunlarin ayni ilk adimlari aynidir cift iplikli bir kirik meydana geldikten sonra kirigin etrafindaki DNA nin 5 ucundan bir kisim kesilp atilir buna rezeksiyon denir Bunu izleyen Isgal adiminda hasar gormus kromozomun cikinti yapan 3 ucu hasarsiz homolog kromozomu isgal eder Isgalin ardindan iki kromozom arasinda bir Holliday baglantisi olusur DNA tamir yolaginda ikinci bir Holliday baglantisi olusur Bu iki baglantinin nasil ayristigina yani kesildigine bagli olarak mayotik versiyonda kromozom krosoveri ya olur ya da olmaz Homolog rekombinasyonun canlilarin uc ust aleminde de olmasi onun temel bir biyolojik mekanizma oldugunu dusundurur Protistalarda homolog rekombinmasyon genlerinin kesfi mayozun evrim tarihinde erken okaryot kokenli oldugu seklinde yorumlanmistir Bu genlerin bozulmasi ile birkac tip kanser arasinda iliski bulundugu icin homolog rekombinasyon proteinleri aktif bir arastirma konusudur Homolog rekombinasyon ayrica molekuler biyolojide kullanilan bir tekniktir hedef organizmalarda genetik degisiklikler meydana getirmek icin kullanilir Homolog rekombinasyon teknikleri kullanan gen hedefleme teknikleri 2007 Nobel Fizyoloji veya Tip Odulu nun konusu olmustur BakterilerdeDNA ya baglanmis bir proteinin PDB kodu 3cmt Homolog rekombinasyon bakterilerde onemli bir DNA tamir surecidir Bakteri topluluklarinda genetik cesitlilik olusturmakta da onemlidir ama bu surec okaryotik genomlaria cesitlilik getiren mayotik rekombinasyondan buyuk farklilik gosterir Homolog rekombinasyon Escherichia coli adli bakteride ayrintili bir sekilde calisilmistir Bu yolagin iki versiyonu vardir bunlar cift iplikli kiriklarin tamirini saglayan yolagi ve tek iplikli kiriklarin tamirini saglayan yolagidir RecBCD yolagi bozulmus veya duraksamis DNA ikilesme catalini yeniden harekete gecirmeye ayrica transpozonlarda gen ifadesinin duzenlenmesinde kullanilir Kay dizisine rastlar ve 3 ipligi sindirmeyi durdurur 5 ipligin kesilme hizi onemli derecede artar 5 RecBCD 3 ipligine RecA yi yukler 6 RecBCD DNA ikilisinden ayrisir RecA nukleoprotein filamaninin 3 uca takili durumda birakarak RecBCD yolagi RecBCD yolagi bakterilerde cift iplikli DNA kiriklarini onarmakta kullanilan ana rekombinasyon yolagidir Cift iplikli DNA daki bir kirigin kut veya yaklasik kut ucuna baglanarak rekombinasyonu baslatir RecBCD DNA ya baglaninca RecB ve RecD altbirimleri ATP hidrolizi ile yuruyen helikaz etkinligi sayesinde birbirine sarili DNA ikilisini cozmeye baslar Bu iki altbirim sonra ayrilmis olan iplikleri endonukleotik olarak keser RecB 3 ucu RecD nin 5 ucu kesmesinden daha sik olarak keser DNA nin acilmasi ve kesilmesi RecBCD nin Ing Chi site olarak adlandirilan spesifik bir nukleotit dizisine 5 GCTGGTGG 3 varana kadar devam eder Kay konumuna varinca RecBCD enziminin etkinliginde dramatik bir degisiklik meydana gelir RecBCD birkac saniye kadar duralar sonra ilk hizinin yarisi bir hizla ilerlemeye devam eder RecD kesme hizini artirir ve 5 ipligi daha parcalanmis bir hale getirir bu arada RecB altbirimi kesme etkinligini durdurur Kay konumunun taninmasi RecBCD enzimini degistirir oyle ki 3 uzantiya bircok RecA proteinleri yuklemeye baslar Meydana gelen RecA kapli nukleoprotein filaman homolog kromozomda benzer diziler aramaya baslar Baska bir DNA molekulunde benzer bir dizi bulunca RecA li iplik iplik isgali denen bir surec ile bu homolog DNA ikilisinin icine girer Isgalci 3 cikinti icine girdigi DNA ikilisindeki iki iplikten birinin yerini alir Sonuc Holliday baglantisi olarak adlandirilan X harfi seklinde bir yapidir RuvA Holliday baglantisina baglanir ve RuvB yi seferber eder Holiday birlesiminin DNA uzerinde yurumesi dal ilerlemesi olarak adlandirilir ve heksamerik bir olan RuvB tarafindan katalizlenir RuvC zayif spesifiteli bir endonukleazdir junction ayrismadan once onun bir miktar ilerlemesine izin verir Rekombinasyon iki tip urun verir bunlar Holliday birlesiminin nasil ayristigina baglidir bunlara uc birlestirme Ing splice veya yama Ing patch denir Uc birlestirme urunleri yarim krosover urunleridir bunun sonucu genler karilir Buna karsin yama ayrismasi krosover olmayan urunler meydana getirir RecF yolagi Bakteriler DNA daki tek iplikli kiriklari onarmak icin homolog rekombinasyonun RecF yolagini RecFOR yolagi olarak da adlandirilir kullanirlar RecBCD yolagi mutasyonlar sonucu calismaz hale gelince RecF yolagi cift iplikli kiriklarin tamirinde onun yerini de alabilir RecF yolagi halen RecBCD yolagindan cok daha az anlasilmis durumdadir Iki yolak da iplik isgali icin RecA ya gerek duyar ayrica dal ilerlerlesi Ing branch migration ve ayrisma evrelerinde benzesirler RecF yolaginin baslangicinda RecJ tek iplikli DNA yi 5 3i yonunde kesen bir eksonukleaz DNA daki tek iplikli bir kiriktaki 5 uca baglanir bu uctan kirparak 3 dogrultuda ilerlemeye baslar RecJ tek basina da calisabilse de Ingilizce single strand binding protein veya SSBP ve helikaz etkinliginin mevcudiyeti 5 ucun ne kadar kirpildigini rezeksiyon miktarini belirler RecJ nin 5 ucu kirpmasinin ardindan meydana gelen 3 cikintiya SSBP baglanir Bu sayede tek iplikli 3 cikintinin komplementer diziler yuzunden kendi uzerine katlanmasinin onune gecilmis olur RecA nin SSBP kapli 3 cikintiya yuklenmesi iki farkli yoldan olabilir bunlardan biri RecFOR enzimini gerektirir oburu ise RecOR enzimini RecFOR yolaginda 3 uca sahip tek iplikli DNA nin cift ipliklikcikli DNA ile birlestigi konumda RecFR kompleksi baglanir RecO sonra tek iplikli DNA uzerinden SSBP nin yerini alir ama SSBP RecO ya bagli kalir RecFOR sonra bu tek iplikli DNA cift iplikli DNA birlesmesindeki junction iceri girinti 5 uca RecA yi yukler RecFR de bulunan RecR altbirimi RecO ile etkileserek RecFOR kompleksini olusturur Bunun sonucu RecR hem RecO dan SSBP yi ayristirir hem de 3 cikintiya RecA proteinleri yukler RecOR tarafindan RecA yuklemesi RecFOR yuklemesinden birkac yonden farklidir ozellikle molekuler etkilesim gereksinimleri ve ideal DNA substrati icin RecFOR yolaginda farkli olarak RecOR yolaginda RecO ile SSBP nin C ucu arasinda etkilesim vardir Ayrica RecOR yolaginda 3 cikintiya RecA yi baglamak icin tek iplikli DNA cift iplikli DNA birlesmesine gerek yoktur buna karsin verimli olmasi icin RecFOR yolaginda boyle bir gereksinim vardir Bu yuzden recA yuklemesinde RecOR yolagi cogu durumda RecFOR yolagindan daha verimli calisir Dal ilerlemesi Iplik isgalinin hemen ardindan dal ilerlemesi olarak adlandirilan bir surec ile Holliday baglantisi baglanmis DNA uzerinde hareket eder Holliday baglantisinin bu hareketi sirasinda iki homolog DNA ikilileri arasinda baz ciftleri birbiriyle yer degistirir Dal ilerlemesini katalizlemek icin proteini Holliday baglantisini once tanir sonra da ona baglanir ardindan yi de seferber ederek RuvAB kompleksini olusturur RuvB molekulu halkasal altigen sekillidir iki RuvB molekulu Holliday baglantisinin iki tarafinda yuklenirler ve dal ilerlemesine guc verecek birer pompa gibi calisirlar Iki RuvA tetrameri Holliday baglantisinin kare sekilli merkezinde yer alir ve DNA yi sandvic gibi aralarina alirlar Her bir DNA ikilisinin iplikleri RuvA nin yuzeyinde cozulurler protein onlari bir ikiliden oburune yonlendirir Ayrisma Rekombinasyonun ayrisma rezolusyon asamasinda iplik isgal surecinde olusan Holliday baglantilari kesilir boylece tekrar iki ayri DNA molekulu meydana gelir Bu kesme islemi RuvC ile etkilesen RuvAB kompleksi beraberce olusturdugu kompleksi tarafindan yapilir RuvC bir endonukleazdir 5 A T TT G C 3 dizisini keser bu dejenere kod DNA da sikca bulunur yaklasik her 64 nukleotitte bir Kesmeden once RuvC Holliday baglantisindaki iki RuvA tetramerinden birini yerinden cikarip oradaki DNA ya temas eder RuvC nin DNA yi nasil kestigine bagli olarak rekombinasyon ya uc birlestirme Ing splice ya da yama Ing patch urunleriyle sonuclanir Ucbirlestirme urunleri krosover urunleridir rekombinasyon noktasinin iki yanindaki genetik malzeme farkli sekilde bir araya gelir asortisman olur Yama urunleri buna karsin krosover olmayan urunlerdir genetik malzemenin yeni bir bilesimi olmaz rekombinasyon urununde sadece hibrit DNA dan olusan bir yama vardir Genetik transferin kolaylastirilmasi Yatay gen transferi bir organizmanin yavrusu olmadigi baska bir organizmaya ait yabanci DNA yi edinme surecidir Yatay gen transferinde verici organizmanin DNA sinin alici organizmanin genomuna entegre olmasinda homolog rekombinasyon onemli bir yoludur Homolog rekombinasyon alinan DNA nin konak genoma yuksek derecede benzer olmasini gerektirir ve bu yuzden yatay gen transferi genelde benzer bakterilerle sinirlidir pek cok bakteri uzerinde yapilan calismalar gostermistir ki verici ve alici organizmalarin DNA larin dizi benzerligi arttikca rekombinasyon sikligi log lineer bir azalma gosterir OkaryotlardaHomolog rekombinasyonun olmasi cogu okaryotik hucrede mitoz ve mayoz icin esastir Mitoz sirasinda homolog rekombinasyon iyonlastirici radyasyon veya DNA ya hasar verici kimyasallarin neden oldugu cift iplikli kiriklari tamir etmeye yarar Bunlarin tamir edilmemesi durumda somatik hucrelerde kromozom parcalari arasinda buyuk olcekli yer degisimlerine rearrangement yol acar bu da kansere neden olabilir Mayozda homolog rekombinasyon profaz I evresindeki kromozom krosoverini kolaylastirir Mayotik homolog rekombinasyon proteininin programlanmis olarak DNA da cift iplikli bir kirik yapmasi ile baslar Bu kesilme yerleri oogunlukla rekombinasyon hotspotlarinda meydana gelir bunlar kromozom uzerinde rekombinasyon sikligini yuksek oldugu 1000 2000 baz ciftlik bolgelerdir Ayni kromozomdaki iki gen arasinda rekombinasyon hotspotunun olmazsa bu demektir ki bu iki gen gelecek kusaklarda esit oranda kalitilacaktir yani bu iki gen bagimsiz assorti olan genlerden beklenecek baglantidan daha yuksek bir baglantiya sahip olacaktir Ebeveyn kromozomlarindaki genetik malzemenin karismasi karilmasi sonraki kusaklardaki genetik cesitliligin onemli bir kaynagidir Cift iplikli kirik tamiri Cift iplik kirik tamiri CIKT ve sentez bagimli iplik tavlama SBIT yolaklari ayni ilk adimlara sahiptir CIKT yolagi genelde kromozmal krozover ile sonuclanir asagi solda SBIT ise hep krosoversiz urun verir asagi sagda HR ve NHEJ arasinda secim Cift iplikli kiriklar homolog rekombinasyon veya NHUB ile tamir edilebilir NHUB homolog rekombinasyondan farkli olarak onarima kilavuzluk yapmak icin uzun homolog bir diziye gerek gostermez cift iplik kiriklarinin tamiri icin homolog rekombinasyon mu NHUB mu kullanilacagi hucre dongusunun evresine baglidir Kardes kromatitlere kolayca erisilebildigi hucre dongusunun S ve G2 evrelerinde ve homolog rekombinasyon yukari ayarlanir Kardes kromatitler birbirlerinin tam bir kopyasi olduklarindan homolog rekombinasyon icin ideal birer substrattir buna karsin homolog kromozomlar birbirlerine benzer olmakla beraber tipatip ayni degildirler NHUB G1 evresinde hakimdir ondan sonra asagia ayarlanir ama tum hucre dongusu boyunca bir miktar etkinligini surdurur Homolog rekombinasyon ve NHUB nin hucre dongusune dayali duzenlenmeleri turlere gore carklilik gosterir CDK tomurcuklanan mayalarda ve memelilerde homolog rekombinasyonun ozellikle onemli duzenlenyicileridir ama calisma mekanizmalari bu iki taksada farklidir Tomurcuklanan mayalarda S evresine girince adli CDK proteinini fosforile ederek homolog rekombinasyonu baslatir Modeller Homolog rekombinasyonun cift iplikli kirik tamirine nasil yardim ettigi hakkinda iki ana model cift iplikli kirik tamir yolagi cifte Holliday baglanti modeli olarak da deginilir ve sentez bagimli iplik tavlama SBIT yolagidir Bu iki yolak ilk birkac adimlarinda benzerdirler Cift iplikli bir kirik meydana geldikten sonra insanlarda olarak adlandirilan bir potein kirigin iki tarafindaki DNA lara baglanir Sonra bir cift iplikli kirigin bir rezeksiyon u olur yani her iki zincirde de kirigin hemen akis yukarisindaki yani 5 ucu tarafindaki DNA cikartilir Resekziyonun ilk adiminda MRX kompleksi Sae2 yi seferber eder bunlar beraberce kirigin iki tarafindaki 5 uclari kirparak tek iplikli kisa 3 cikintilar yaratirlar Ikinci adimda uc diger enzim ile 5 3 rezeksiyon devam eder helikaz bakteriyel RecQ helikazin bir homologu bkz yukaridaki bolum ve nukleazlari Ikilesme proteini A Ing Replication protein A veya tek iplikli DNA ya yuksek bir proteindir ilk asamada 3 cikintilara baglanir Sonra birkac araci proteinin de yardimiyla Rad51 ve mayoz sirasinda RPA ile kaplanmis tek iplikli DNA uzerinde bir nukleoprotein filaman olusturur ve 3 cikintiya benzer diziye sahip DNA dizileri aramaya baslarlar Boyle bir dizi bulunca iplik isgali denen bir surec baslar tek iplikli nukleoprotein filaman homolog kromozomun icine girer onu isgal eder Iplik isgali sirasinda isgalci 3 cikinti ipligi ile homolog kromozom arasinda bir deplasman yerinden cikma ilmigi Ing displacement loop veya D ilmigi olusur Iplik isgalininin ardindan bir DNA polimeraz isgalci 3 ipligi uzatir ve D ilmigini Holliday baglantisi olarak adlandirilan hac sekilli bir yapiya donusturur Bunun ardindan isgalci iplik yani orijinal 3 cikintilardan biri uzerinde DNA sentezi olur boylece iplik isgali sirasinda yerinden cikarilan iplik yerine yenisi getirilmis olur Cift ipliklikcikli kirik tamir yolagi Rezeksiyon iplik isgali ve DNA sentez asamalarinin ardindan CIKT ve SBIT yolaklari ayrisirlar CIKT yolaginin farkli olan yonu ikinci 3 cikintinin iplik isgaline rol oynamayan cikintinin da homolog kromozom ile bir Holliday baglantisi olusturmasidir Cifte Holliday baglantilari sonra Ing nicking endonukleaz DNA nin tek ipligini kesen kerten bir restriksiyon endonukleaz tipi tarafindan rekombinasyon urunlerine donusturulur CIKT yolaginda rekombinasyon urunu kromozomda krosover olma olasiligi olmama olasiligindan cok daha yuksek oldugu bulunmustur CIKT yolagi cogu zaman kromozom krosoveri ile sonuclandigi icin mayozda homolog rekombinasyonun nasil oldugunun esas modelidir CIKT yolaginda rekombinasyonun kromozomal krosoverine yol acmasi cifte Holliday baglantisinin nasil cozuldugune baglidir Eger iki Holliday baglantisi kesisen ipliklerde kesilirse yandaki sekildeki siyah ok uclarinda krosoversiz kromozomlar meydana gelir Alternatif olarak eger bir Holliday baglantisi kesisen iplikte kesilir obur baglanti ise kesismeyen iplikte kesilirse yani sekilde gorulen bir Holiday baglantisindaki siyah okta ve oburundeki turuncu okta kromozomal krosover meydana gelir SBIT yolagi sentez bagimli iplik tavlama SBIT yolagi uzerinden homolog rekombinasyon mitozda olur ve krosoversiz urunlerle ile sonuclanir Bu modelde Holliday baglantisinin DNA ipligi uzerindeki hareketi dal ilerlemesi branch migration olarak adlandirilan bir surec ile uzatilmis isgalci ipligin serbest birakilmasi ile son bulur Isgalci ipligin yeni sentezlenmis 3 ucu zarar gormus kromozomdaki obur orijinal 3 ile komplementer baz eslesmesi ile tavlanir Tavlanmadan sonra 3 ucta kalan fazlaliklar cikarilir tek iplikli bolgeler tamir edilir ve SBIT tamamlanir Tek iplik tavlama yolagi TIT yolagi uzerinden rekombinasyon iki mor arasinda olur bunun sonucunda aradaki genetik malzeme kaybolur Eger kullandiginiz Web tarayicisi Safari Opera veya Chrome ise resmi tiklayarak izleyebilirsiniz Homolog rekombinasyonun tek iplik tavlama TIT yolagi iki tekrar dizisi arasindaki cift iplikli kiriklar tamir edilir Kavram olarak bu yolak gorece basittir DNA ikilisinin iki ipliginin 5 3 rezeksiyonunun ardindan meydana gelen iki 3 cikinti hizalanir ve nin yardimiyla birbirlerine tavlanirlar Tavlanma tamamlaninca 3 cikintilarin homolog olmayan artik uclari ve in esligindeki nukleaz tarafindan sindirilip yok edilir Kalan bosluklar yeni DNA sentezi ile doldurulur ligasyon ile DNA ikilisindeki iplikler birlesir Tekrar dizileri arasindaki DNA dizisi ve tekrar dizilerinden biri bu surec sonunda kaybolur Genetik mazlemede delesyonlara neden olmasindan dolayi TIT yolagi mutajenik sayilir KII yolagi DNA ikilesmesi sirasinda DNA helikaz DNA yi acarken bazen ikilesme catalinda cift iplikli kiriklara rastlanabilir Bu bozukluklar homolog rekombinasyonun kirik induklenmis ikilesme Ing break induced replication KII yolagi ile tamir edilir Bu konuda onerilmis uc model iplik isgali ile baslar ama D ilmiginin ilerlemesi ve onu takip eden post sinaptik Holliday baglantisinin ayrismasi sonrasi evrelerde farklilik gosterirler KII yolagi telomerazlarin yoklugunda veya onlarin esliginde telomerlerin uzunlugunu muhafaza etmeye yarayabilir telomerler okaryotik kromozomlarin uclarindaki DNA bolgeleridir Telomeraz enzimleri olmayinca telomerle her mitoz bolunmesinin ardindan biraz kisalirlar bu da nihayet hucre bolunmesini engeller ve yaslanmaya neden olur Mutasyonlar sonucu telomerazin etkinsizlestirildigi hucrelerinde KII yolagini kullanarak telomerlerini uzatan ve beklenenden daha gec yaslanan iki tip hucre tipi bulunmustur Her iki tip hucre Rad52 proteinine gerek duyar Tip I hucreler ayrica Rad51 e gerek duyar Tip II hucreler ise duymaz Bu iki tip hucrenin spontan mutasyonlar ile ortaya cikarlar Tip I hucreler Tip II ucrelere kiyasla daha sik olusurlar ama daha yavas buyurler Telomer uzunlugunun korunmasi kanserin anahtar ozelliklerinden biri olan kritik bir oneme sahiptir Cogu kanser telomerlerini korumak icin telomerazlari Ancak bazi insan kanser tiplerinde KII benzeri bir yolak telomer muhafazasi icin alternatif bir mekanizma olarak calisarak tumorlerin varliklarini surdurmelerini saglar Rekombinasyona dayali bir telomer muhafaza mekanizmasi yuzunden telomeraz inhibitorlerine dayaniklilik olusabilecegi halen arastirilmaktadir Islevsizligin etkileriHomolog rekombinasyonda yetersizlik insanlarda kanser olusumu ile baglantili oldugu gorulmustur Ornegin kanserle ilisikli Werner sendromu ve RecQ helikaz genlerinden birinin sirasiyla ve hatali calismasindan kaynaklanir BLM proteinin eksik oldugu Bloom sendrom hastalarinda homolog rekombinasyon sikliginda bir artma vardir BLM siz farelerde yapilan deneylerde bu mutasyonun neden oldugu homolog rekombinasyon sonucu meydana gelen kansere yol acmaktadir Homolog rekombinasyon sikliginin azalmasi da kansere yol acabilir bunun bir ornegidir Bir tumor baskilayici gen olan BRCA1 nin kotu calismasinin gogus ve yumurtalik kanserine yatkinligini artirdigi gosterilmistir BRCA1 geni olmayan hucrelerde homolog rekombinasyon vakalari 5 kat daha azdir iyonlastirici radyasyona daha duyarli olmalari DNA da daha cok sayida cift iplikli kirik hasarinin meydana geldigini gosteri BRCA1 ile yakin iliskili bir gen olan nin tek bilinen islevi homologrekombinasyonu kolaylastirmaktir Bu genin urunu olan 3418 amino asit uzunlugundaki buyuk protein tek iplikli DNA ya baglanarak ve RAD51 uzamasi icin bir platform saglayarak homolog rekombinasyonu kolaylastirir Bu filaman homolog rekombinasyonun baslamasinda onemli bir adimdir ve BRCA2 mutasyonlari yuzunden bu sureci eksik olak hucrelerde BRCA1 mutanlarindakine benzer bir fenotip gorulmustur azalmis homolog rekombinasyon ve radyasyona karsi artmis bir duyarlilik Evrimsel kokenHomolog rekombinasyonla iliskili proteinleri canlilarin uc arkeler bakteriler ve okaryotlar korunmustur Amino asit dizilerindeki benzerliklere dayanarak homolog rekombinasyon HR ile iliskili proteinlerin ortak evrimsel kokenlere sahip oldugu dusunulmektedir HR iliskili protein gruplarindan biri RecA Rad51 protein ailesidir bunun icinde bakterilerdeki proteini arkelerdeki benzer proteinler RadA ve RadB ve okaryotlardaki proteinler Rad51B Rad51C Rad51D and Tum bu proteinler RecA RAD51 olarak adlandirilan yaklasik 230 amino asit uzunlugunda sahiptir Bu protein bolgesi icinde iki dizi motifi vardir ve bunlar bu gen ailesinin protein urunlerine ATP hidroliz etkinligi saglar Filogenetik agaclarda RadA Rad51 ve Dmc1 in ayni monofiletik gruba ait olmasi bu proteinlerin ortak bir ataya ait oldugunu ima eder Bu protein ailesinde Rad51 ve Dmc1 beraberce gruplandirilir RadA dan ayri bir klad olarak Okaryotik bir RecA geninde kadim bir gen ikilesme olayinin modern RAD51 ve DMC1 genlerinin kokeni oldugu one surulmustur Bu uc proteinin beraberce gruplandirilma kistaslarindan biri her birinin N uclarinda bir sarmal kivrim sarmal helix turn helix motifine sahip olmalaridir bu motif DNA ya baglanma ozelligi saglar Okaryotlardan en erken ayrilan Protistalardan biri olan da Dmc1 in kesfedilmesi mayotik homolog rekombinasyonun ve mayozun kendisinin okaryotik evrimde erken ortaya cikmis olabilecegini gostermektedir Dmc1 uzerine yapilan arastirmalara ek olarak protein ve homologlarinin molekuler ve filogenetik analizi de mayotik rekombinasyonun orijini hakkinda bilgi vermektedir Spo11 mayozda homolog rekombinasyonu baslatmak icin cift iplikli kiriklari katalizleyen bir Hayvan mantar bazi bitkiler protistalar ve arkelerde Spo11 protein dizilerine dayanarak insa edilen filogenetik agaclar okaryotik Spo11 in okaryot ve arkebakterilerin en osn ortak atasinda ortaya ciktigini ine surmektedir Teknolojik uygulamalarGen hedeflemesi Gelisiminin ambiryo asamasinda bu farenin DNA sina gen hedefleme teknigi ile dahil edilmistir Yavrulari aguti geni icin homozigottur Canlilarin icine DNA dizileri sokup rekombinant DNA ve uretmekte kullanilan pek cok yontem homolog rekombinasyon surecini kullanir Gen hedeflemesi olarak da adlandirilan bu yontemler ve fare genetiginde ozellikle yaygin kullanilir kullanilan gen hedefleme teknigi yapay genetik malzemenin aktarilmasi icin fare embriyonik kok hucreleri kullanir Homolog rekombinasyon yoluyla hedef genin yerine disaridan eklenen gen gelir Dolayisiyla fare belli bir memeli genin etkilerini anlamak icin bir model olarak kullanilir Homolog rekombinasyon kullanarak embriyonik kok hucreler farelerde nasil genetik degisim yaratilabilecegini kesfettikleri icin Mario Capecchi Martin Evans ve Oliver Smithies 2007 Nobel Fizyoloji veya Tip Odulunu kazanmislardir Protein muhendisligi Homolog rekombinasyon ile iki proteindeki parcalar yer degistirerek meydana getirir Bu tekniklerde rekombinasyon kullanarak proteinin birincil dizisinde yuksek duzeyde cesitlilik yaratilsa da proteinin katlanarak ucuncul yapisini olusturma yetenegi korunur Buna karsin digie rprotein muhendislik tekniklerinde ornegin rassal noktasal mutagenezde proteinin islevinin muhafaz olasiligi artan amino asit substitusyonlarinda artmayla ussel olarak olarak azalir Rekombinasyon teknikleri ile uretilen kimeralar katlanma yeteneklerini muhafaza ederler cunku yer degistiren parcalari yapisal ve evrimsel olarak korunmustur Rekombinasyon yapabilen yapisal bloklarda amino asit kalintilari arasindaki etkilesimler korunmustur SCHEMA gibi yontemler ve statistical coupling analysis rekombinasyona uygun yapisal birimlerin tespitini mumkun kilar Homolog rekombinasyona dayana teknikler protein muhendisliginde kullanilmistir 2007 de yayimlanan bir calismada bilesiklerin biyosenteziyle iliskili iki enzimin kimeralari uretilmistir Ebeveyn proteinler isoprenoid biyosentezindeki gerekli bir adimi sentezleme yetnegine sahip degilken kimerada bu yetenek bulunmustur Recombinasyonlu protein muhendisligi ile uretilen sitokrom P450 proteinleri de ebeveyn proteinlerin kullanamadigi substratlari kabul ettigi bulunmus boylece tasarimli kimeralarda onemli derecede islevsel cesitlilik olabildigi gosterilmistir Kaynakca Alberts B ve digerleri 2002 Chapter 5 DNA Replication Repair and Recombination Molecular Biology of the Cell 4 4 yayimci Garland Science bas New York s 845 ISBN 0 8153 3218 1 OCLC 1132112794 27 Subat 2009 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Kowalczykowski SC ve digerleri Eylul 1994 Biochemistry of homologous recombination in Escherichia coli Microbiology and Molecular Biology Reviews 58 3 ss 401 465 PMC 372975 2 PMID 7968921 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Rocha EPC ve digerleri Agustos 2005 Comparative and evolutionary analysis of the bacterial homologous recombination systems PLoS Genetics 1 2 s e15 doi 10 1371 journal pgen 0010015 PMC 1193525 2 PMID 16132081 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Singleton MR ve digerleri Kasim 2004 PDF Nature Cilt 432 ss 187 193 doi 10 1038 nature02988 PMID 15538360 25 Mayis 2004 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b Dillingham MS Kowalczykowski SC Aralik 2008 RecBCD enzyme and the repair of double stranded DNA breaks Microbiology and Molecular Biology Reviews 72 4 s 642 671 doi 10 1128 MMBR 00020 08 PMC 2593567 2 PMID 19052323 KB1 bakim PMC bicimi link Spies M ve digerleri Eylul 2003 A molecular throttle the recombination hotspot chi controls DNA translocation by the RecBCD helicase Cell 114 5 ss 647 654 doi 10 1016 S0092 8674 03 00681 0 PMID 13678587 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Donaldson JR ve digerleri 2006 Journal of Biological Chemistry 281 39 ss 28811 28821 doi 10 1074 jbc M603933200 PMID 16895921 23 Temmuz 2008 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Gumbiner Russo LM Rosenberg SM 2007 Physical analyses of E coli heteroduplex recombination products in vivo on the prevalence of 5 and 3 patches PLoS One 2 11 s e1242 doi 10 1371 journal pone 0001242 PMC 2082072 2 PMID 18043749 KB1 bakim PMC bicimi link Hiom K Temmuz 2009 DNA Repair Common Approaches to Fixing Double Strand Breaks Current Biology 19 13 ss R523 R525 doi 10 1016 j cub 2009 06 009 a b Handa N ve digerleri 2009 Reconstitution of initial steps of dsDNA break repair by the RecF pathway of E coli Genes and Development Cilt 23 ss 1234 1245 doi 10 1101 gad 1780709 PMC 2685532 2 PMID 19451222 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Kowalczykowski SC ve digerleri 1987 Effects of the Escherichia coli SSB protein on the binding of Escherichia coli RecA protein to single stranded DNA Demonstration of competitive binding and the lack of a specific protein protein interaction Journal of Biological Chemistry 193 1 ss 81 95 doi 10 1016 0022 2836 87 90629 2 PMID 3295259 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b c Sakai A Cox MM 2009 PDF Journal of Biological Chemistry 284 5 ss 3264 3272 doi 10 1074 jbc M807220200 PMC 2631980 2 PMID 18986990 17 Haziran 2010 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim PMC bicimi link Inoue H ve digerleri Ocak 2008 The process of displacing the single stranded DNA binding protein from single stranded DNA by RecO and RecR proteins Nucleic Acids Research 36 1 ss 94 109 doi 10 1093 nar gkm1004 PMC 2248737 2 PMID 18000001 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link a b West SC Temmuz 2003 Molecular views of recombination proteins and their control Nature Reviews Molecular Cell Biology Cilt 4 ss 435 437 doi 10 1038 nrm1127 PMID 12778123 a b c Watson JD ve digerleri 2003 Molecular Biology of the Gene 5 bas Pearson Benjamin Cummings ss 259 291 ISBN 978 0805346350 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Gumbiner Russo LM Rosenberg SM Kasim 2007 Physical analyses of E coli heteroduplex recombination products in vivo on the prevalence of 5 and 3 patches PLoS One 2 11 s e1242 doi 10 1371 journal pone 0001242 PMC 2082072 2 PMID 18043749 KB1 bakim PMC bicimi link Thomas CM Nielson KM Eylul 2005 PDF Nature Reviews Microbiology 3 9 ss 711 721 doi 10 1038 nrmicro1234 PMID 16138099 1 Haziran 2010 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 31 Ekim 2009 Vulic M ve digerleri Eylul 1997 Molecular keys to speciation DNA polymorphism and the control of genetic exchange in enterobacteria Proceedings of the National Academy of Sciences USA 94 18 ss 9763 9767 PMC 23264 2 PMID 9275198 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Majewski J Cohan FM Ocak 1998 The effect of mismatch repair and heteroduplex formation on sexual isolation in Bacillus Genetics 48 1 ss 13 18 PMC 1459767 2 PMID 9475717 KB1 bakim PMC bicimi link Majewski J ve digerleri Subat 2000 Barriers to genetic exchange between bacterial species Streptococcus pneumoniae transformation Journal of Bacteriology Cilt 182 ss 1016 1023 PMC 94378 2 PMID 10648528 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Lodish H ve digerleri 2000 12 5 Recombination between Homologous DNA Sites Double Strand Breaks in DNA Initiate Recombination Molecular Cell Biology 4 bas W H Freeman and Company ISBN 0 7167 3136 3 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Griffiths Anthony J F ve digerleri 1999 8 Chromosome Mutations Chromosomal Rearrangements Modern Genetic Analysis W H Freeman and Company ISBN 0 7167 3118 5 27 Subat 2009 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Marcon E Moens PB Agustos 2005 The evolution of meiosis recruitment and modification of somatic DNA repair proteins Bioessays 27 8 ss 795 808 doi 10 1002 bies 20264 PMID 16015600 a b Keeney S ve digerleri Subat 1997 Meiosis specific DNA double strand breaks are catalyzed by Spo11 a member of a widely conserved protein family Cell 88 3 ss 375 384 doi 10 1016 S0092 8674 00 81876 0 PMID 9039264 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link A DNA recombination hotspot in humans is missing in chimps PLoS Biology 2 6 Haziran 2004 s e192 doi 10 1371 journal pbio 0020192 PMC 423159 2 KB1 bakim PMC bicimi link Shrivastav M ve digerleri Ocak 2008 Regulation of DNA double strand break repair pathway choice Cell Research Cilt 18 ss 134 147 doi 10 1038 cr 2007 111 PMID 18157161 7 Eylul 2009 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b Mimitou EP Symington LS Mayis 2009 Nucleases and helicases take center stage in homologous recombination Trends in Biochemical Science 34 5 ss 264 272 doi 10 1016 j tibs 2009 01 010 PMID 19375328 a b c Sung P Klein H Ekim 2006 Mechanism of homologous recombination mediators and helicases take on regulatory functions Nature Reviews Molecular Cell Biology 7 10 ss 739 750 doi 10 1038 nrm2008 PMID 16926856 Wold MS 1997 Replication protein A heterotrimeric single stranded DNA binding protein required for eukaryotic DNA metabolism Annual Review of Biochemistry Cilt 66 ss 61 92 doi 10 1146 annurev biochem 66 1 61 PMID 9242902 McMahill MS ve digerleri Kasim 2007 Synthesis dependent strand annealing in meiosis PLoS Biology 5 11 s e299 doi 10 1371 journal pbio 0050299 PMC 2062477 2 PMID 17988174 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Alberts B ve digerleri 2008 Molecular Biology of the Cell 5 bas Garland Science ss 312 313 ISBN 978 0 8153 4105 5 27 Subat 2009 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Ekim 2009 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b c Helleday T ve digerleri Temmuz 2007 DNA double strand break repair from mechanistic understanding to cancer treatment DNA Repair Amst 6 7 ss 923 935 doi 10 1016 j dnarep 2007 02 006 PMID 17363343 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Haber lab Brandeis University 19 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 24 Agustos 2009 Mimitou EP Symington LS Eylul 2009 DNA end resection Many nucleases make light work DNA repair 8 9 ss 983 995 doi 10 1016 j dnarep 2009 04 017 Paques F Haber JE Haziran 1999 Multiple pathways of recombination induced by double strand breaks in Saccharomyces cerevisiae 63 2 ss 349 404 PMC 98970 2 PMID 10357855 KB1 bakim PMC bicimi link a b McEachern MJ Haber JE 2006 Break induced replication and recombinational telomere elongation in yeast Annual Review of Biochemistry Cilt 75 ss 111 135 doi 10 1146 annurev biochem 74 082803 133234 PMID 16756487 Morrish TA Greider CW Ocak 2009 Short telomeres initiate telomere recombination in primary and tumor cells PLoS Genetics 5 1 s e1000357 doi 10 1371 journal pgen 1000357 PMC 2627939 2 PMID 19180191 KB1 bakim PMC bicimi link Muntoni RR Reddel Ekim 2005 The first molecular details of ALT in human tumor cells Human Molecular Genetics 14 Review Issue 2 ss R191 R196 doi 10 1093 hmg ddi266 PMID 16244317 Cold Spring Harbor Laboratory 2007 Human RecQ Helicases Homologous Recombination And Genomic Instability ScienceDaily 10 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Aralik 2008 Modesti M Kanaar R 2001 Homologous recombination from model organisms to human disease Genome Biology 2 5 s REVIEWS1014 doi 10 1186 gb 2001 2 5 reviews1014 PMC 138934 2 PMID 11387040 Luo G ve digerleri Aralik 2000 Cancer predisposition caused by elevated mitotic recombination in Bloom mice Nature Genetics 26 4 ss 424 429 doi 10 1038 82548 PMID 11101838 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b c Powell SN Kachnic LA Eylul 2003 Roles of BRCA1 and BRCA2 in homologous recombination DNA replication fidelity and the cellular response to ionizing radiation Oncogene 22 37 ss 5784 5791 doi 10 1038 sj onc 1206678 PMID 12947386 a b c Lin Z ve digerleri 2006 Origins and evolution of the recA Rad51 gene family evidence for ancient gene duplication and endosymbiotic gene transfer Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103 27 ss 10328 10333 doi 10 1073 pnas 0604232103 PMC 1502457 2 PMID 16798872 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Ramesh MA ve digerleri Ocak 2005 A phylogenomic inventory of meiotic genes evidence for sex in Giardia and an early eukaryotic origin of meiosis Current Biology 15 2 ss 185 191 doi 10 1016 j cub 2005 01 003 PMID 15668177 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link a b Malik SB ve digerleri Aralik 2007 Protist homologs of the meiotic Spo11 gene and topoisomerase VI reveal an evolutionary history of gene duplication and lineage specific loss Molecular Biology and Evolution 24 12 ss 2827 2841 doi 10 1093 molbev msm217 PMID 17921483 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Lodish H ve digerleri 2000 8 5 Gene Replacement and Transgenic Animals DNA Is Transferred into Eukaryotic Cells in Various Ways Molecular Cell Biology 4 bas W H Freeman and Company ISBN 0 7167 3136 3 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007 The Nobel Foundation 8 Aralik 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 15 Aralik 2008 Drummond DA ve digerleri Nisan 2005 On the conservative nature of intragenic recombination Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102 15 ss 5380 5385 doi 10 1073 pnas 0500729102 PMC 556249 2 PMID 15809422 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Bloom JD ve digerleri Ocak 2005 Thermodynamic prediction of protein neutrality Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102 3 ss 606 611 doi 10 1073 pnas 0406744102 PMC 545518 2 PMID 15644440 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link a b Carbone MN Arnold FH Agustos 2007 Engineering by homologous recombination exploring sequence and function within a conserved fold Current Opinion in Structural Biology 17 4 ss 454 459 doi 10 1016 j sbi 2007 08 005 PMID 17884462 Otey CR ve digerleri Mayis 2006 Structure guided recombination creates an artificial family of cytochromes P450 PLoS Biology 4 5 ss e112 doi 10 1371 journal pbio 0040112 PMC 1431580 2 PMID 16594730 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link KB1 bakim PMC bicimi link Socolich M ve digerleri Eylul 2005 Evolutionary information for specifying a protein fold Nature Cilt 437 ss 512 518 doi 10 1038 nature03991 PMID 16177782 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Thulasiram HV ve digerleri Nisan 2007 Chimeras of two isoprenoid synthases catalyze all four coupling reactions in isoprenoid biosynthesis Science 316 5821 ss 73 76 doi 10 1126 science 1137786 PMID 17412950 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link Landwehr M Mart 2007 Diversification of catalytic function in a synthetic family of chimeric cytochrome P450s Chemistry and Biology 14 3 ss 269 278 doi 10 1016 j chembiol 2007 01 009 PMC 1991292 2 PMID 17379142 KB1 bakim PMC bicimi link Ayrica bakinizDis baglantilarAnimations homologous recombination12 Aralik 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde Cesitli homolog rekombinasyon modellerini gosteren animasyonlar Homologous recombination Tempy amp Trun8 Nisan 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde Homolog rekombinasyonun bakteriyel RecBCD yolagini gosteren animasyon