Recombinación homóloga, te doy mis genes
La recombinación homologa es un proceso mediante el cual una región de ADN es sustituida o intercambiada por otra. Para que esto se dé ambas secuencias deben compartir o tener muy similar un fragmento de su secuencia, de esta manera el ADN podrá hibridar entre una cadena y otra. En la recombinación homóloga dos secuencias de ADN codificadas en cromosomas diferentes o regiones alejadas de un mismo cromosoma que comparten cierto grado de homología (su secuencia de bases nitrogenadas es idéntica o altamente similar) se aparean y pueden intercambiarse. Este proceso es relativamente poco frecuente en casi cualquier circunstancia en los seres vivos más evolucionados. Sin embargo, la recombinación homóloga se da con mucha frecuencia durante la meiosis, permitiendo la alta variabilidad genética de los seres vivos.
Durante la división celular es normal que los cromosomas que son pareja realicen recombinación homóloga (en los seres vivos diploides, casi todos, cada célula contiene un par de cada uno de los cromosomas). En bacterias la recombinación homóloga es un proceso menos controlado. De hecho se cree que la recombinación homóloga ha sido un proceso clave de la evolución, permitiendo el intercambio de genes entre diferentes especies bacterianas. En eucariotas durante la formación de los gametos es frecuente que las parejas cromosómicas recombinen para aumentar la variabilidad genética de la descendencia.
Pero no solo en la división celular se lleva a cabo este proceso. Muchos organismos que infectan a otros seres vivos deben insertar en el genoma del hospedador su propio ADN para que sea sintetizado por la maquinaria replicativa del hospedador. Este es el caso de los retrovirus, por ejemplo, que insertan su ADN dentro del ADN del hospedador a través de recombinación homóloga de las secuencias terminales de su genoma, denominadas LTR (long terminatios repeticions) con secuencias apareantes del ADN del ser humano.
La recombinación homologa puede darse entre cromosomas homólogos.
También existen bacterias que son capaces de realizar este proceso. Como Agrobacterium tumefaciens, que es capaz de infectar plantas e introducir su propio ADN dentro del genoma de la planta para que sintetice proteínas para ella.
De hecho existen secuencias denominadas transposones que son capaces de hacer la transposición, un tipo específico de recombinación homóloga dentro del mismo genoma en el que se encuentran en el que además de moverse aumentar el número de copias en el proceso. Puedes leer más sobre estas regiones de ADN “saltadoras” en su propio artículo aquí (próximamente) y sobre su descubridora Barbara McClintock aquí .
Durante la recombinación homóloga las hebras de ADN han de reconocerse mutuamente. A continuación son cortadas por proteínas específicas (endonucleasas) y posteriormente serán ensambladas de nuevo por otras proteínas (ligasas) para evitar su degradación. Escherichia coli, una bacteria, posee 4 proteínas que intervienen en este proceso. En el laboratorio es posible replicar químicamente el entorno necesario para recombinar dos secuencias de ADN añadiendo tan solo 3 enzimas se pueden recombinar dos plásmidos que presenten homología de secuencia, aunque con una eficiencia baja. De hecho, el proceso se lleva a cabo de forma rutinaria para clonar genes de interés (de cualquier ser vivo) para añadirles marcadores, modificarlos o aumentar su producción en bacterias. Lee más sobre los pasos del proceso de recombinación en su propio artículo aquí (próximamente).