Question

Які процеси призводять до рекомбінації генетичного матеріалу в прокаріотів? ​

Answer 1

Ответ:

У вищих організмів рекомбінація здійснюється при незалежному розходженні хромосом під час процесу мейоза, або при обмінні ділянками гомологічних (парних) хромосом — кросинговері. Цей процес приводить до утворення геномів нащадків, котрі отримують різні комбінації генів своїх батьків, і можуть мати нові химерні аллелі. У еволюційній біології вважається, що така перестановка генів надає організму багато переваг, зокрема можливість уникнення храповика Мюллера.

Існують і приклади негомологічної рекомбінації. Найпоширеніший приклад — негомологічне з'єднання кінців (NHEJ, від англ. non-homologous end joining), що відбувається під час репарації дволанцюжкових розривів ДНК.

У молекулярній біології термін «рекомбінація» може також послатися на штучну і навмисну рекомбінацію певних ділянок ДНК, часто отриманих із різних організмів, створюючи так звану рекомбінантну ДНК.

Процеси рекомбінації в природі каталізуються ферментами-рекомбіназами. RECA, рекомбіназа бактерії E. coli, відповідає за репарацію подвійних розривів ДНК. У дріжджах і інших еукарічних організмах для відновлення дволанцюжкових розривів потрібні дві рекомбінази. Білок RAD51 потрібний як для мітотичної рекомбінації, так і для мейотичної, тоді як білок DMC1 специфічний до мейотичної рекомбінації.

Answer 2

В прокаріотичних організмах, таких як бактерії, генетичний матеріал може підлягати рекомбінації через кілька процесів. Ось декілька з них:

1. Трансформація: Цей процес полягає в тому, що бактерії можуть поглинати зовнішній генетичний матеріал, наприклад, ДНК, яка була викинута іншими бактеріями або розчинами. Ця зовнішня ДНК може інтегруватися в геном бактерії і спричиняти генетичну рекомбінацію.

2. Трансдукція: Цей процес відбувається за участі бактеріофагів (вірусів, які інфікують бактерії). Під час інфікування бактерії бактеріофагом, генетичний матеріал фага може ввійти в бактеріальний геном і впливати на його рекомбінацію.

3. Кон'югація: Це процес передачі генетичного матеріалу від однієї бактерії до іншої через контакт між ними. У багатьох випадках, плазміди (невеликі колічества ДНК, що існують окремо від головного бактеріального геному) можуть передаватися з однієї бактерії до іншої, що призводить до генетичної рекомбінації.

Ці процеси дозволяють прокаріотам використовувати горизонтальну генетичну передачу для обміну генетичним матеріалом між окремими організмами та сприяють швидкому поширенню корисних генетичних властивостей у популяціях бактерій.