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Recombinação homóloga

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Definição

recombinação homóloga é uma via essencial para reiniciar bifurcações de replicação paralisadas, reparar quebras espontâneas de fita dupla de DNA e gerar diversidade genética.

A recombinação homóloga é a troca de fitas de DNA de sequência de nucleotídeos semelhante ou idêntica.

Ela pode ser usado para direcionar o reparo livre de erros de quebras de DNA de fita dupla e gerar variação de sequência em gametas durante a meiose.

Em, genética, A recombinação homóloga é troca de DNA entre regiões de cromossomos homólogos que ocorre durante a meiose

A recombinação homóloga é um tipo de recombinação genética que ocorre durante a meiose (a formação de óvulos e espermatozoides).

Cromossomos emparelhados dos pais masculino e feminino se alinham de modo que sequências de DNA semelhantes dos cromossomos emparelhados se cruzem.

O cruzamento resulta em um embaralhamento do material genético e é uma causa importante da variação genética observada entre os descendentes.

Recombinação homóloga
Recombinação homóloga

O que é recombinação homóloga?

A recombinação homóloga é uma forma de recombinação genética na qual duas fitas de DNA semelhantes trocam material genético.

Esse tipo de recombinação genética também é conhecido como recombinação geral e ocorre em todo o espectro de organismos vivos, ilustrando o fato de que tem sido uma parte importante da vida na Terra por muito tempo.

Várias funções podem ser atendidas por meio do processo de recombinação homóloga e, de fato, o processo provavelmente está ocorrendo em seu corpo neste exato momento.

Um dos principais papéis da recombinação homóloga é na meiose, na qual o corpo cria material genético para fins de reprodução.

O objetivo da meiose é gerar conjuntos de cromossomos haploides que incluem metade do material genético de alguém para que o DNA possa se juntar a outro conjunto de cromossomos haploides de outra pessoa para criar um conjunto completo de DNA que pode ser usado para desenvolver um organismo inteiramente novo.

No entanto, se o DNA de alguém fosse simplesmente dividido ao meio durante a meiose, isso não promoveria muita variação genética. É aqui que entra a recombinação homóloga; o DNA é, na verdade, embaralhado para criar um conjunto inteiramente único de cromossomos haploides.

Na reprodução sexuada, a recombinação homóloga promove a diversidade genética. Também pode resultar no surgimento espontâneo de novos traços genéticos se o processo der errado.

Esse processo explica por que os filhos dos mesmos pais podem parecer radicalmente diferentes, já que todos contêm partes do DNA de seus pais, mas não necessariamente as mesmas partes.

Este processo também está envolvido no reparo do DNA. As células podem usar recombinação homóloga para consertar DNA que foi danificado de alguma forma, para que possa continuar a funcionar.

A estrutura do DNA é constantemente danificada por uma ampla variedade de fatores e, sem a capacidade de reparar os danos do DNA, as células do corpo podem desenvolver problemas sérios.

Conforme evidenciado por condições médicas causadas por DNA danificado, o reparo do DNA nem sempre é eficaz.

Os engenheiros genéticos também utilizam a recombinação homóloga em seu trabalho. Ele permite que eles visem uma área específica do genoma para modificação, permitindo a inserção ou exclusão de genes sem danificar ou alterar o genoma como um todo. Conforme o campo da engenharia genética avança, a técnica é refinada e ajustada.

Os laboratórios que estudam os genomas de vários organismos geralmente possuem equipamentos que podem ser usados para recombinação homóloga, e a técnica pode ser usada para tudo, desde estudar o impacto de vários genes no desenvolvimento físico até a criação de animais de laboratório personalizados para experimentação.

Recombinação homóloga – Biologia

Recombinação homóloga, a troca de material genético entre duas fitas de DNA que contêm longos trechos de sequências de bases semelhantes.

A recombinação homóloga ocorre naturalmente em organismos eucarióticos, bactérias e certos vírus e é uma ferramenta poderosa na engenharia genética.

Em eucariotos, a recombinação homóloga ocorre durante a meiose, desempenhando um papel crítico no reparo de cortes de fita dupla no DNA e aumentando a diversidade genética ao permitir o embaralhamento de material genético durante o cruzamento cromossômico.

Em bactérias, a recombinação homóloga é o principal mecanismo de reparo do DNA e facilita a incorporação no DNA do material genético recebido por meio da transferência e transformação horizontal de genes.

Em vírus, a recombinação homóloga ajuda a moldar a evolução viral.

Na engenharia genética, a recombinação homóloga é usada como uma forma de direcionamento de gene, em que uma mutação projetada é introduzida em um gene específico como meio de investigar a função do gene.

Nesta abordagem, o DNA estranho com uma sequência semelhante à do gene alvo, mas flanqueado por sequências idênticas àquelas a montante e a jusante da localização do gene alvo é introduzido em uma célula.

A célula reconhece as sequências flanqueadoras idênticas como homólogas, fazendo com que o DNA do gene alvo seja trocado pela sequência de DNA estranho durante a replicação. A troca inativa, ou “nocauteia”, o gene alvo. Em camundongos, esse método é usado para atingir alelos específicos em células-tronco embrionárias, permitindo a produção de camundongos.

Material genético artificial semelhante ao gene alvo é introduzido no núcleo da célula-tronco embrionária, que reprime o gene alvo pelo processo de recombinação homóloga. Com o gene alvo inativo, os cientistas podem deduzir e investigar suas funções biológicas no camundongo.

Numerosos genes de camundongos foram eliminados com a ajuda do direcionamento de genes, resultando na produção de centenas de modelos de camundongos diferentes de doenças humanas, incluindo câncer, diabetes, doenças cardiovasculares e neurológicas.

Trabalho pioneiro sobre recombinação homóloga em células-tronco de camundongos foi realizado pelos cientistas Mario Capecchi, Sir Martin J. Evans e Oliver Smithies, que receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2007 por suas descobertas.

Recombinação homóloga – Genética

A recombinação homóloga é um tipo de recombinação genética em que sequências de nucleotídeos são trocadas entre duas moléculas de DNA semelhantes ou idênticas.

É mais amplamente utilizado pelas células para reparar com precisão quebras prejudiciais que ocorrem em ambas as fitas de DNA, conhecidas como quebras de fita dupla.

A recombinação homóloga também produz novas combinações de sequências de DNA durante a meiose, o processo pelo qual os eucariotos formam células de gametas, como espermatozoides e óvulos em animais.

Essas novas combinações de DNA representam variação genética na descendência, que por sua vez permite que as populações se adaptem durante o curso da evolução.

A recombinação homóloga também é usada na transferência horizontal de genes para trocar material genético entre diferentes cepas e espécies de bactérias e vírus.

Embora a recombinação homóloga varie amplamente entre diferentes organismos e tipos de células, a maioria das formas envolve as mesmas etapas básicas.

Depois que ocorre uma quebra de fita dupla, seções de DNA em torno das extremidades 5 ‘da quebra são cortadas em um processo chamado resseção.

Na etapa de invasão da fita que se segue, uma extremidade 3 ‘saliente da molécula de DNA quebrada “invade” uma molécula de DNA semelhante ou idêntica que não está quebrada.

Após a invasão da fita, uma ou duas estruturas em forma de cruz, chamadas junções de Holliday, conectam as duas moléculas de DNA.

Dependendo de como as duas junções são cortadas por enzimas, o tipo de recombinação homóloga que ocorre na meiose resulta em cruzamento cromossômico ou não cruzado.

A recombinação homóloga que ocorre durante o reparo do DNA tende a resultar em produtos não cruzados, restaurando com efeito a molécula de DNA danificada como ela existia antes da quebra da fita dupla.

Recombinação homóloga
Recombinação homóloga

Resumo

Quebras de DNA de fita dupla ocorrem por meio de erros na replicação do DNA e exposição a agentes nocivos, como radiação ionizante.

Este tipo de dano ao DNA deve ser reparado para manter a integridade genômica e prevenir o crescimento celular descontrolado.

A recombinação homóloga é um mecanismo para reparar quebras de DNA de fita dupla.

Envolve a troca de sequências de nucleotídeos para reparar bases danificadas em ambas as fitas de DNA por meio da utilização de um segmento de cromossomo homólogo.

Embora existam outros métodos de reparo de DNA que não requerem um modelo homólogo, este mecanismo é vantajoso porque é menos sujeito a erros.

A recombinação homóloga está associada a junções de Holliday que auxiliam no emparelhamento de hélices de DNA. Diferentes vias podem produzir produtos cruzados e não cruzados, e isso é vital para a variação genética e, portanto, a evolução.

Fonte: www.jbc.org/www.news-medical.net/Encyclopaedia Britannica/www.frontiersin.org/www.sci.sdsu.edu/www.wisegeek.org/www.sciencedirect.com/www.genome.gov/www.ibiology.org

 

 

 

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