Генетическая рекомбинация – взаимодействие между двумя геномами, которое приводит к образованию рекомбинаций ДНК и формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей.
Особенности рекомбинаций у бактерий определяются отсутствием истинного полового процесса и мейоза у прокариот и гаплоидным набором генов.
В отличие от эукариот, у которых при половом процессе происходит образование истинной зиготы, объединяющей генетический материал обоих родителей, у прокариот при всех трех вышеуказанных процессах наблюдается лишь частичный перенос генетического материала из клетки-донора в клетку-реципиент, что приводит к образованию неполноценной зиготы – мерозиготы (от греч. meros – часть). Таким образом, прокариотная клетка-реципиент становится частично диплоидной, сохраняя в основном генотип клетки-реципиента и приобретая лишь отдельные свойства клетки-донора.
В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые этот материал воспринимают. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромосомы клетки-донора, т.е. один или несколько генов. Образуется только один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента с включением фрагментов хромосомы донора.
Виды рекомбинации:
v Гомологичная – обмен между участками ДНК, обладающими высокой степенью гомологии, происходит в процессе разрыва и воссоединения ДНК через образование промежуточного соединения (крестообразной структуры Холидея или полухиазмы).
Процесс находится под контролем генов REC-системы (гены А, В, С и D), продукты экспрессии которых производят расплетание нитей ДНК, их переориентацию с образованием полухиазмы, затем ее разрезание.
v Сайт-специфичная – происходит в определенных участках генома и не требует высокой степени гомологиии ДНК. Не зависит от генов REC-системы.
Например:
- встраивание плазмиды в хромосому бактерий (между IS элементами хромосомы и плазмиды);
- интеграция ДНК фага в хромосому бактерии.