Введение
Горячие точки рекомбинации – это области генома, характеризующиеся повышенной частотой рекомбинации по сравнению с ожидаемой при случайном распределении. Скорость рекомбинации внутри горячих точек может в сотни раз превышать скорость в окружающих областях. Горячие точки рекомбинации обусловлены более частым образованием разрывов ДНК в этих областях и проявляются как в митотических, так и в мейотических клетках. Этот термин может использоваться для описания событий рекомбинации, возникающих из-за неравномерного распределения запрограммированных мейотических двухцепочечных разрывов.
Мейотическая рекомбинация
Считается, что мейотическая рекомбинация посредством кроссинговера является механизмом, с помощью которого клетка обеспечивает правильное расхождение гомологичных хромосом и восстановление повреждений ДНК. Кроссинговер требует разрыва двойной спирали ДНК, за которым следует вторжение одной цепи в гомологичную и последующий ремонт. Участки инициации рекомбинации обычно идентифицируют путем картирования событий кроссинговера с помощью анализа родословных или анализа неравновесия сцепления. Неравновесие сцепления выявило более 30 000 горячих точек в геноме человека.
Геномные перестановки
Рекомбинация может также происходить из-за ошибок при репликации ДНК, приводящих к геномным перестановкам. Эти события часто связаны с патологиями. Однако геномные перестройки также рассматриваются как движущая сила эволюционного развития, поскольку они порождают новые комбинации генов. Горячие точки рекомбинации могут возникать в результате взаимодействия следующих отборочных сил: польза от увеличения генетического разнообразия посредством геномных перестроек, в сочетании с отбором, направленным на поддержание благоприятных комбинаций генов.
Места проведения
ДНК содержит "хрупкие участки" в последовательности, которые более подвержены рекомбинации. Эти хрупкие участки ассоциированы со следующими тринуклеотидными повторами: CGG CCG, GAG CTG, GAA TTC и GCN NGC.
Транскрипция, связанная с рекомбинацией
Гомологичная рекомбинация в функциональных областях ДНК сильно стимулируется транскрипцией, как наблюдается у широкого спектра организмов. Транскрипция-ассоциированная рекомбинация, по-видимому, обусловлена, по крайней мере частично, способностью транскрипции раскрывать структуру ДНК и увеличивать доступность ДНК к экзогенным химическим веществам и внутренним метаболитам, вызывающим рекомбиногенные повреждения ДНК. Рекомбинация часто происходит между очень близкими вирусами, где сайты кроссинговера могут возникать в любом месте генома, но после селективного давления эти сайты склонны локализоваться в определенных регионах – горячих точках. Например, у энтеровирусов рекомбинационные горячие точки были идентифицированы в месте соединения 5'-UTR и капсидной области, а также в начале области P2. Эти две горячие точки фланкируют область P1, кодирующую капсид.