상동 재조합, Homologous recombination

상동 재조합은 genetic map을 완성한 방법으로 교차(Crossover)로 거리가 멀 수록 교차 빈도가 높아진 것을 이용한 것과, 전위인자(transposon)으로 23번 염색체가 1번 염색체를 대신하는 것이 있다.

전위인자는 다음 글에서 더 자세히 설명할 것이다.

상동 재조합의 목적은 손상된 DNA을 손상되지 않은 DNA 가닥으로 복구시키는 것이다.

이중가닥 절단(DSB) 이후 상동 재조합으로 복구하는 것으로 Replication 시 반대편 ssDNA을 통해서 template 진행화 하는 것이다.

상동 재조합의 순서는 상동성 DNA를 정렬하는 것으로 시작되는데 이 DNA는 100bp 이상, alleles 이여야 한다.

이후, DNA 절단이 이뤄지고, 가닥 교환 단백질이 촉매하는 가닥 침투(Strand invasion)으로 새로운 이중 DNA가 생성되고 이질 이중 DNA가 된다.

이후, 홀리데이 Junction을 형성하고 DNA 가닥이 서로 교차되어 연결된 다음, 홀리데이 정션이 분리되고 잘리는 것을 마지막으로 한다.

이를 통해, ABC, ABC, abc, abc 순서였던 DNA가, 비교차로 ABc, Abc, aBC, abC가 될 수 있고, 교차로 ABC, AbC, aBc, abC가 될 수 있다.

박테리아는 이와는 별개로 DNA 손상시에 휴식을 취하며, 이에 대한 예시로 e.coli가 자극을 받을때나, 제 1감수분열로 생식세포 발생시에 이뤄진다.

홀리데이 정션을 통해서 새로운 DNA를 만들어 가며 RecBCD가 ssDNA로 만들어주고 가닥 침투를 하는 recA 가닥 교환 단백질이 ssDNA 말단 결합에 도움을 준다.

Ruv A, Ruv B는 정션을 밀어주는 역할을 하며 Ruv C는 홀리데이 정션을 수직이나, 수평으로 제거하여 비교차, 또는 교차를 선택하게 되며 SPO 2는 이후 DNA를 자르게 된다.

RecBCD는 B를 2개 가지고 있는 형태로 있는데 이는 5', 3' 방향으로 activatity가 2개로 존재하기 때문이다.

Chi sequence의 경우 Rec C가 인식하여 활성을 조절하게 되는데 이를 통해 Nuclease 제거로 DSB와 chi에서 재조합하지 않는다.

이 Chi 시퀀스는 3개 뉴클레오타이당 1개 꼴로 존재하며(300:100), 5A으로 일반 DNA인 3A, 4A보다 커서 새로운 DNA strand가 들어오기 쉽게 한다.

이를 응용한 방법으로는 Y2H에서의 이스트 융합이 있다.