8.14 : Homologous Recombination

דרישה חיונית של שכפול DNA היא לשמור על שלמות החומר הגנטי. מסיבה זו, שברים דו-גדיליים מועדפים לתיקון על ידי רקומבינציה הומולוגית והיא מתבצעת בדרך כלל לאחר סינתזת DNA כאשר שתי מולקולות הדנ"א הבנות נמצאות בקרבת מקום, ואחת מהן יכולה לשמש כתבנית לתיקון השנייה.

באיקריוטים, קומפלקס חלבונים הנקרא MRN, המורכב מנוקלאזות מיוחדות מפרק את הקצוות הפגומים של הדנ"א בעוד הקצוות קשורים זה לזה. הדנ"א נשאר עם גדיל יחיד של 3-4 נוקלאוטידים עם קצה 3' OH. חתך חד-גדילי זה מיוצב על ידי חלבוני RPA עד ש-Rad51 - הומולוג של חלבון פרוקריוטי RecA - מופעל על ידי ATP, ונקשר לדנ"א ויוצר חוט להט.

בחוט הלהט, הדנ"א קיים כשלישיות של נוקלאוטידים כאשר עמוד השדרה של הדנ"א אינו פצוע בין שלישיות סמוכות. חוט להט זה-חלבוני של דנ"א נקשר לדנ"א דו-צדדי מכרומטיד אחות על ידי מתיחת הדנ"א של התבנית השלמה וערעור יציבותו, כך שניתן יהיה להפריד בקלות בין שני הגדילים והגדיל השבור יוכל לנסות להיקשר לתבנית, בתהליך המכונה פלישת גדילים.

הגדיל הפולש מחפש רצפים הומולוגיים לא פגומים בדנ"א הגנומי על ידי ניסיון ליצור זוגות בסיסים בבלוק של שלושה נוקלאוטידים. אם זוגות הבסיס אינם תואמים, הדנ"א הפולש מתנתק ומחפש אזורים הומולוגיים אחרים. אם שלישייה אחת מהגדיל הפולש מתאימה לתבנית, נדגמים שלושת הנוקלאוטידים הבאים.

אם רצף מתאים למתיחה של לפחות חמש שלישיות, נוצר מבנה לולאת תזוזה, כאשר DNA פולימראז משתמש בגדיל הפלישה כתבנית.

בעקבות זאת, מנחת מסוקים מחליף את הגדיל הפולש המורחב כעת אשר משתלב עם הגדיל הפגוע הלא מצופה. לאחר מכן, הגדיל השני הפגוע מתחבר לגדיל המשלים של דנ"א התבנית לסבב נוסף של סינתזת דנ"א. לבסוף, גדילי האחות מתנתקים וליגאז DNA אוטם את הניקסים, משחזר את הסלילים המתוקנים ומבטיח תיקון מדויק של הכרומוזום השלם.