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相同組換え(homologous recombination)

2つのDNA分子が相同性を有する際、その部分で分子の組み換えが起こり、新しい分子が生じる現象普遍的組換えとも呼ばれる。生殖細胞減数分裂体細胞細胞分裂で起こる。*1

2本の染色体がX字に交差するようにしてつなぎ変わることで、相同染色体同士で遺伝子(そのDNAの配列)の交換を行う。この染色体同士によるX字型の物理的結合のことをキアズマと呼ぶ。減数分裂における相同組換えは、塩基配列が似ている(少し異なる)DNAを持つ遺伝子間で起こる。*2*3

相同組換えDNAの損傷修復の際にも起こるが、この場合は同じ塩基配列を持つ染色体が優先的に選ばれる。RAD52ルー遺伝子群が中心的機能を果たす。同じ遺伝情報を持つ鋳型をコピーすることで変異を伴うことなくDNA二重鎖切断を元通りに修復できる。しかし、全く同一の遺伝情報を持つ鋳型DNAとして姉妹染色分体を必要とするため、使うことのできる時期がS期およびG2期に限定される。*4

相同組換え修復では,DNAの二重鎖切断損傷が修復されるが,その際,減数分裂期組換えとは異なり,配列情報が同一である姉妹染色分体が優先的に利用される.そのため,相同組換え修復は,配列情報の変動を伴わずに正確に二重鎖切断損傷を修復することができる.*5

切れたDNA減数分裂時の組換えとほぼ同様の反応により(ただしこの場合には組換えの相相同染色体ではなく姉妹染色分体ですが)切れた断片を相同配列に入り込ませて複製を再開します。*6

1つの染色体上にある、異なる2つの遺伝子の距離が離れているほど相同組換えの確率(組換え価)が高くなる。

相同組換えによる相同染色体の組み換え

出典: PHP研究所 竹内薫 丸山篤史 白くて眠れなくなる遺伝子(2016/1/5)

タグ: 遺伝子 DNA 染色体

*1壊れたDNAを安全に修復するための第一歩を解明 ペプチドを利用しDNA修復系を意のままに操る可能性 | 東工大ニュース | 東京工業大学: https://www.titech.ac.jp/news/2021/049152.html
*2東京大学グローバルCOE 生体シグナルを基盤とする統合生命学 減数分裂組み換えのもつ染色体分配における意義: http://www.coe.s.u-tokyo.ac.jp/integr-life/findings/research110913.html
*3日本大学 核酸・蛋白質科学研究室 (B) 主要研究テーマ「真核生物の遺伝子相同組換えの分子機構の解明」: http://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~inasweb/index.files/theme.html
*4タンパク質リン酸化を介したDNA二重鎖 切断修復制御のメカニズム 篠原美紀 大阪大学蛋白質研究所蛋白質高次機能学研究部門 ゲノム染色体機能研究室: http://biophys.w3.kanazawa-u.ac.jp/References/ABC%20Proteins/Rad50-%8FC%95%9C%83%81%83J%83j%83Y%83%80.pdf
*5遺伝学電子博物館 構造から理解する相同DNA組換え機構 胡桃坂仁志 美川務 引場樹里 柴田武彦: http://www.jbsoc.or.jp/seika/wp-content/uploads/2013/11/80-06-06.pdf
*6DNAの組換え ~ 3.ゲノムを安定に維持するための修復組換え機構: https://www.nig.ac.jp/museum/genetic/07_c.html

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このページの最終更新日時: 2021-03-13 (土) 08:05:04