recombinación homóloga

La recombinación homóloga es un tipo de recombinación genética en la que las secuencias de nucleótidos se intercambian entre dos moléculas similares o idénticas de ADN. Es la más utilizada por las células para reparar roturas nocivas que se producen en ambas hebras de ADN, conocidas como rupturas de doble hebra. La recombinación homóloga también produce nuevas combinaciones de secuencias de ADN durante la meiosis, el proceso por el cual las células eucariotas hacen gametos, como espermatozoides y óvulos en los animales. Estas nuevas combinaciones de ADN representan la variación genética en la descendencia, que a su vez permite que las poblaciones se adapten durante el curso de la evolución.​La recombinación homóloga se utiliza también en la transferencia horizontal de genes para el intercambio de material genético entre diferentes cepas y especies de bacterias y virus. A pesar de que la recombinación homóloga varía ampliamente entre los diferentes organismos y tipos de células, la mayoría de las formas involucran las mismas etapas básicas. Después de que se produce una ruptura en la doble cadena, las secciones de ADN en torno a los extremos 5' de la ruptura se cortan en un proceso llamado resección. En la invasión de hebra, el paso que sigue, es que un extremo saliente 3' de la molécula de ADN rota "invade" una molécula de ADN similar o idéntica que no está rota. Después de la invasión de la hebra, la secuencia adicional de acontecimientos puede seguir cualquiera de las dos vías principales que se mencionan a continuación (ver Modelos); la vía DSBR (reparación de roturas de doble cadena) o la vía SDSA (síntesis de línea de recocidos dependientes). La recombinación homóloga que se produce durante la reparación del ADN tiende a dar lugar a productos que no son de cruce, en decir, la restauración de la molécula de ADN dañada, tal como existía antes de la ruptura de la doble cadena. La recombinación homóloga se conserva a través de los tres dominios de la vida, así como los virus, lo que sugiere que se trata de un mecanismo biológico casi universal. El descubrimiento de genes para la recombinación homóloga en protistas —un grupo diverso de microorganismos eucariontes— ha sido interpretado como evidencia de que la meiosis surgió de manera temprana en la evolución de los eucariontes. Ya que su disfunción ha sido fuertemente asociada con una mayor susceptibilidad a varios tipos de cáncer, las proteínas que facilitan la recombinación homóloga son temas de investigación activa. La recombinación homóloga se utiliza también en "gene targeting", una técnica para la introducción de cambios genéticos en organismos objetivo. Para su desarrollo de esta técnica, Mario Capecchi, Martin Evans y Oliver Smithies fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en el 2007; Capecchi​ y Smithies​ descubrieron de forma independiente las aplicaciones de las células madre embrionarias de ratón, sin embargo, los mecanismos altamente conservados se basa el modelo de reparación de DSB, incluyendo la integración homóloga uniforme de ADN transformado (terapia génica) que fue mostrado por primera vez en experimentos de plásmidos por Orr-Weaver, Szostack y Rothstein.​​​ La investigación de la OSD plásmido inducido, utilizando γ-irradiación​ en los años 1970's-1980, condujo a experimentos posteriores utilizando endonucleasas (por ejemplo, I-Scel) que cortan los cromosomas para la ingeniería genética de células de mamíferos, donde la recombinación no homóloga es más frecuente que en levadura.​