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Kompaktlexikon der Biologie: Rekombination

Rekombination, die durch natürliche oder künstliche Prozesse erfolgende Um- und Neukombination von Genen, sodass neue Eigenschaften entstehen bzw. es durch Crossing over zu einer Umgruppierung von homologen und heterologen Chromosomenabschnitten kommt (Holiday-Struktur, Kopplung). Man unterscheidet die homologe oder allg. R., bei der die rekombinierenden DNA-Moleküle eine ausgedehnte Sequenzhomologie aufweisen, die nur aufgrund kurzer homologer Bereiche erfolgende sequenzspezifische R. und die nichthomologe oder illegitime R.. Natürlicherweise kommt es während der Meiose zur R., indem Chromosomen zufallsmäßig auf Tochterkerne verteilt werden bei der keine Homologien zwischen den Molekülen vorhanden sind. Bislang ist nur der erste Typ gut untersucht. Die zugrunde liegenden molekularen Ereignisse werden mit der Bruch- und Wiedervereinigungs-Hypothese beschrieben, bei der nach zwei Brüchen in den beiden beteiligten Doppelhelices eine Wiedervereinigung der DNA-Fragmente in falscher Anordnung erfolgt. Bei Escherichia coli lässt sich die R. in vier Schritte einteilen: 1) Induktion von Einzelstrang- oder Doppelstrangbrüchen der DNA, 2) Paarung zweier homologer Regionen, 3) Austausch zwischen zwei Einzelsträngen und 4) Auflösung der viersträngigen Struktur und Wiederverheilung der Stränge. Es sind mehrere Proteine wie das auch im Zusammenhang mit der DNA-Reparatur stehende recA-Protein bekannt, die während der R. spezifische Funktionen ausüben. Seine mögliche Funktion besteht darin, das Eindringen eines DNA-Einzelstrangs in die Doppelhelix oder die Bildung einer viersträngigen DNA-Region zu erleichtern.

Der Begriff R. kann auch auf mit Hilfe von Verfahren der Gentechnik wie z.B. der Klonierung erzeugte so genannte rekombinante DNA-Moleküle bezogen werden, bei denen im Reaktionsgefäß DNA-Stücke miteinander kombiniert wurden, die normalerweise nicht zusammen existieren. Dies ist der Fall, wenn ein beliebiges DNA-Fragment (Insert) in einen Klonierungsvektor einkloniert wurde.

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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