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Recombinación homóloga y no homóloga

Publicado por Ramón Contreras

La recombinación es el proceso mediante el cual un material genético, ADN o ARN, se introduce dentro del genoma de un ser vivo. La recombinación puede ser homóloga si se da gracias a la interacción física entre dos o más puntos que son similares entre las dos hebras de nucleótidos o puede ser heteróloga si se inserta un material genético sin ningún tipo de similitud con el ADN hospedador. En la naturaleza la recombinación homóloga es empleada por muchos seres para introducir material dentro del ADN de su hospedador para parasitarlo de alguna manera o durante la reproducción sexual.

Uno de los momentos más frecuentes de recombinación entre hebras de ADN es durante la replicación de los cromosomas. Para llevar a cabo la división celular el material genético en forma de cromosomas se alinea por parejas en el centro del núcleo. En ese momento, en el que los cromosomas homólogos están emparejados se favorece la recombinación entre ambos. Estos cromosomas llevan copias de los mismos genes, excepto en los cromosomas sexuales. Por lo tanto comparten amplias regiones de ADN con la misma secuencia. Gracias a estas recombinaciones los individuos que nacerán de una reproducción sexual no son idénticos a sus padres, ni son solamente la suma de las características de los padres. La recombinación homóloga de los cromosomas durante la división celular permite generar nuevas variaciones de genes y otras regiones de interés.

Por otro lado, las bacterias y los virus son capaces de introducir su propio material genético dentro de otros. Con ello consiguen que sus genes se transcriban a proteínas empleando la maquinaria del hospedador y que estas proteínas actúen dentro de este para llevar a cabo sus planes. Ya sea aumentar su número de copias, como es el caso de algunos virus, o producir proteínas concretas que emplearán los virus y bacterias para protegerse o para alimentarse. Finalmente también hay material recombinante que se inserta dentro del ADN y se queda allí esperando una nueva ocasión. El virus del SIDA y otros retrovirus emplean esta estrategia. Se insertan dentro del genoma de las células y se quedan silenciados. Después, un día, ante señales de estrés celular generales que activan grandes regiones del genoma, estos virus se vuelven activos y se producen millones de copias que viajarán hasta otras células y las infectarán de la misma manera. Posiblemente este tipo de estrategias víricas dió lugar a los transposonesTransposones, que son regiones de ADN que están en el genoma y que saltan de un lado a otro copiándose o no en las mismas condiciones que los retrovirus.

La recombinación no homóloga se da en circunstancias muy especiales, como la rotura del ADN. Para insertar ADN en una región sin apenas una homología de una docena de bases hay que emplear enzimas especiales que son capaces de cortar el ADN de forma roma. Es decir, cortar las dos hebras en el mismo par de bases, en contraposición de las enzimas que cortan dejando una hebra más larga que otra y que ese extremo desigual “quiere” unirse a algo homólogo. Es muy raro que una secuencia de ADN no tenga aunque sea unas pocas bases homólogas (bastan 4 o 5) con lo que queremos insertarle. Sin embargo, ahí están los enzimas bacterianos para demostrar que a veces son necesarios.