Кіріспе

Гетеродуплекс – әр түрлі хромосомалардан немесе тіпті әр түрлі организмдерден алынған бір-бірін толықтыратын жіптердің генетикалық рекомбинациясы арқылы пайда болған нуклеин қышқылының қос жіпті (дуплексті) молекуласы. Мұндай мысалдың бірі – гибридтеу процестерінде, әдетте биохимиялық негіздегі филогенетикалық талдаулар үшін қалыптасқан гетеродуплексті ДНК тізбегі. Тағы бір мысалы – нуклеин қышқылының табиғи емес аналогтары нуклеин қышқылымен байланысу үшін қолданылғанда пайда болатын гетеродуплекстер; бұл гетеродуплекстер РНК-мен байланысу үшін бір жіпті пептидтік нуклеин қышқылы, 2' O-метилфосфоротиоат немесе морфолино олигосын пайдалана отырып, антисенс техникаларын орындау нәтижесінде пайда болады. Мейотикалық рекомбинация ДНК-дағы қос жіптің үзілуімен (DSB) басталуы мүмкін. Үзілістің 5' ұштары ыдырайды, бірнеше жүз нуклеотидтен тұратын 3' ұзын тіркемелерді қалдырады (суретті қараңыз). Осы 3' бір жіпті ДНК сегменттерінің бірі гомологты хромосомадағы гомологты тізбекке еніп, аралық құрылымды құрайды, оны әртүрлі жолдармен жөндеуге болады, нәтижесінде суретте көрсетілгендей кроссоверлер (CO) немесе кроссовер емес (NCO) рекомбинациялар пайда болады. Бір жол арқылы ДНК-ның екі жіптің алмасуына әкелетін Холидейдің қос түйіні (DHJ) деп аталатын құрылым қалыптасады. Екінші жол, синтезге тәуелді жіпті оттау (SDSA) деп аталады, ақпарат алмасу болады, бірақ физикалық алмасу болмайды. Осы рекомбинациялық процестердің әртүрлі сатыларында гетеродуплексті ДНК (екі гомологты хромосоманың әрқайсысынан бір жіптен тұратын қос жіпті ДНК) қалыптасады, олар бір-біріне толық сәйкес келуі мүмкін немесе болмауы мүмкін. Мейоз кезінде кроссовер емес рекомбинациялар жиі кездеседі және олар негізінен SDSA жолы арқылы пайда болады. Мейоз кезінде болатын кроссовер емес рекомбинация оқиғалары ДНК-ның қос жіптік зақымдануын немесе басқа да ДНК зақымдануын жөндеудің нәтижесі болуы мүмкін. Гетеродуплексті ДНК-да қарама-қарсылықтар пайда болғанда, бір жіптің тізбегі екінші жіппен толық сәйкестікке жету үшін жөнделуі мүмкін. Митоз кезінде ДНК-ның қос жіптік үзілісін жөндеу үшін негізгі гомологтық рекомбинация жолы SDSA жолы (DSBR жолынан гөрі) болып көрінеді. SDSA жолы кроссовер емес рекомбинанттарды (суретті қараңыз) тудырады. Мейоз кезінде кроссинг-овер процесі ағайынды емес хроматидтер арасында жүзеге асады, нәтижесінде гаметаларда жаңа аллельдік комбинациялар пайда болады. Кроссинг-овер кезінде Spo11 ферменті бауырлас хроматидтер жұбында (профазаның тетрадтық ұйымдастырылуында) екі жақты тіліктерді жасайды. Кейінгі ферменттер жіптің 5' ұштарын қысқартады және белок кешені 3' бір жіпті ұштарына байланысады. Rad51 белгісі тартылып, екі жіптің үзілісін жөндеуге ұқсас қосымша тізбекті іздеу үшін белоктық кешенге байланысады. Бұл жіп гомологты хромосоманы іздейді, жаңа хромосома төменгі бауырлас хроматидтің үстінен D-тұйық пішімінде пайда болатын жіптің енуі жүзеге асады, содан кейін ұштары біріктіріледі. Бұл процесс эндонуклеазалар арқылы көлденең үлгіде кесілгенде 2 гетеродуплексті жіптік өнімдерді беретін қос Холидей түйінін тудыруы мүмкін. Гетеродуплексті ДНК шағын РНК-лардың (smRNA) көзі болып табылады, бұл транскрипциядан кейінгі гендік үнсіздікке әкеледі.