تحويل المورث

الآلية

من جهة ثانية، يقع جين إف إكس واي أو ميد 1 في بعض الثدييات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بفئران المنازل (البشر والجرذان وأنواع الفئران الأخرى) في المنطقة المرتبطة بالجنس من الكروموسوم إكس. في فأر المنازل، حدث انتقال حديث أدى إلى تداخل الطرف 3' من الجين مع منطقة بّي إيه آر من الكروموسوم إكس، وهي نقطة نقطة ساخنة لإعادة التركيب. شهد هذا الجزء من الجين زيادة كبيرة في محتوى الغوانين والسيتوزين ومعدل الاستبدال في موضع الكودون الثالث وفي الإنترونات، ولكن المنطقة 5' من الجين، المرتبطة بالصبغي إكس، لم تشهد ذلك. ولأن هذا التأثير موجود فقط في منطقة الجين التي تشهد زيادة في معدل إعادة التركيب، يجب أن يكون ذلك بسبب التحول الجيني المتحيز وليس الضغط الانتقائي.

اقرأ كذلك

في هذا الإطار، تأثير تحول المورثات المتحيز لصالح الغوانين والسيتوزين على الأنماط الجينومية البشرية

وفي السياق ذاته، يحدث تحول المورثات المتحيز عندما يكون أحد الأليلين أكثر احتمالية لأن يكون المتبرع من الآخر في عملية تحول المورثات. عند حدوث عدم تطابق بين زوج ثايمين:غوانين، يكون احتمال تصحيحه ليصبح زوج سيتوزين:غوانين أكبر من احتمال تصحيحه إلى زوج ثايمين:أدنين أو أقل. ما يمنح الأليل احتمالية أعلى للانتقال إلى الجيل التالي. ويعني تحول المورثات غير المتحيز أن كلا الاحتمالين متساويان.

تحول المورثات المتحيز لصالح (غوانين سيتوزين)

تحول المورثات المتحيز مقابل تحول المورثات غير المتحيز

وفي هذا السياق، تحول المورثات المتحيز لصالح (غوانين سيتوزين) عملية يزداد بها محتوى الحمض النووي من الغوانين والسيتوزين بسبب تحول المورثات في أثناء إعادة التركيب. يوجد دليل على وجود هذا التحيز في فطور الخميرة والبشر واختُبرت النظرية حديثًا في سلالات أخرى من حقيقيات النوى.  في تسلسلات الحمض النووي البشري المدروسة، وُجد أن معدل العبور يرتبط ارتباطًا إيجابيًا بمحتوى (غوانين سيتوزين). المناطق شبه الجسدية للكروموسومات إكس وواي في البشر، التي يُعرف أنها ذات معدلات إعادة تركيب عالية، تكون كذلك ذات محتوى مرتفع من (غوانين سيتوزين). بعض الجينات الثديية التي تخضع للتطور المتضافر (الأوبيرونات الريبوسومية، والرنا الناقل، وجينات الهيستون) غنية جدًا بالغوانين والسيتوزين، وثبت أن الغوانين والسيتوزين أعلى في جينات الهيستون البشرية والفأرية المتماثلة في النوع التي تُعتبر من عائلات فرعية كبيرة (من المفترض أنها تخضع لتطور متضافر) مقارنة بجينات الهيستون المتماثلة في النوع ذات التسلسلات الفريدة نسبيًا. توجد كذلك أدلة على التحيز لصالح الغوانين والسيتوزين في عملية إصلاح عدم التطابق. يُعتقد أن هذا قد يكون تكيفًا مع المعدل المرتفع لنزع أمين ميثيل سيتوزين الذي يمكن أن يؤدي إلى انتقالات من السيتوزين إلى الثايمين.

من جانب آخر، يختلف محتوى الغوانين والسيتوزين اختلافًا كبيرًا في الجينوم البشري (40-80%)، ولكن يبدو أن هناك أقسامًا كبيرة من الجينوم يكون فيها محتوى الغوانين والسيتوزين في المتوسط، أعلى من المناطق الأخرى أو أقل. تُسمى هذه المناطق، على الرغم من عدم وجود حدود واضحة لها، المناطق متجانسة المحتوى من الغوانين والسيتوزين. أحد التفسيرات المحتملة لوجود المناطق متجانسة المحتوى مرتفعة الغوانين والسيتوزين أنها تطورت بسبب تحول المورثات المتحيز للغوانين والسيتوزين في المناطق ذات مستويات إعادة التركيب العالية.

ومن ناحية أخرى، ينتج تحول أحد الأليلين إلى الأليل الآخر بسبب إصلاح عدم تطابق القواعد في مرحلة إعادة التركيب المتماثل (التأشيب المتماثل): إذا اقترن أحد الكروماتيدات الأربعة بكروماتيد آخر في أثناء الانقسام المنصف، وهو ما يمكن أن يحدث بسبب تماثل التسلسل، فقد تنتقل سلسلة الحمض النووي، ويحدث لاحقًا إصلاح عدم التطابق. يمكن أن يؤدي هذا إلى تغيير تسلسل أحد الصبغيات، ليصبح مطابقًا للآخر.

ساتل الحمض النووي

في هذا الإطار، تبدأ إعادة التركيب في الانقسام المنصف بتكوين انقطاع مزدوج السلسلة. ثم تتحلل النهايات 5'، وتبقى نهايات 3' طويلة متدلية مكونة من مئات من النيوكليوتيدات. ثم تغزو إحدى هذه القطع ذات النهاية 3' من الحمض النووي أحادي السلسلة تسلسلًا متماثلًا على الكروموسوم المتماثل، وتكوّن وسيطًا يمكن إصلاحه بواسطة مسارات مختلفة، ما يؤدي إما إلى عمليات عبور أو عمليات لاعبور. في مراحل مختلفة من عملية إعادة التركيب، يتكون الحمض النووي ثنائي السلسلة المتغاير (حمض نووي ثنائي السلسلة يتكون من خيطين مفردين من كل من الكروموسومين المتماثلين، وقد يكونان متكاملين تمامًا أو لا يكونان). عند حدوث عدم تطابق في الحمض النووي ثنائي السلسلة المتغاير، يُصلَح تسلسل أحد الخيطين ليرتبط بالخيط الآخر بتكامل تام، ما يؤدي إلى تحول تسلسل إلى آخر. يمكن أن تتبع عملية الإصلاح هذه أحد مسارين. في المسار الأول، تتشكل بنية تُسمى موصل هوليداي المزدوج، تؤدي إلى تبادل خيوط الحمض النووي. أما المسار الآخر، المسمى تلدين الخيوط المعتمد على التركيب، يحدث تبادل المعلومات، دون حدوث تبادل فيزيائي. يحدث تحول الجينات خلال تلدين الخيوط المعتمد على التركيب إذا كانت جزيئتا الحمض النووي متغايرتين في موقع الإصلاح الذي يجري بواسطة إعادة التركيب. يمكن أن يحدث تحول المورثات كذلك خلال الإصلاح بواسطة إعادة التركيب الذي يستعمل موصل هوليداي المزدوج، وقد يرتبط هذا التحول الجيني بإعادة التركيب الفيزيائي لجزيئات الحمض النووي على جانبي موصل هوليداي المزدوج.

ومن ناحية أخرى، التحيز لصالح الغوانين والسيتوزين في جين إف إكس واي في فأر المنازل

تحول المورثات الأليلي

من جهة ثانية، يحدث تحول المورثات الأليلي في الانقسام المنصف (الاختزالي)، عندما تؤدي إعادة التركيب المتماثل بين المواقع المتغايرة إلى عدم تطابق في اقتران القواعد. تكشف الآليات الخلوية هذا الاختلاف وتُصحّحه، ما يُؤدي إلى تحول أحد الأليلين إلى الأليل الآخر. يمكن أن يُسبب ذلك انقسامًا غير مندلي للأليلات في الخلايا الجنسية.

تحول المورثات غير الأليلي/الخارجي

في هذا الإطار، لا تقتصر إعادة التركيب على الانقسام المنصف، بل تُستعمل كذلك في إصلاح تكسّرات سلسلة الحمض النووي المزدوجة الناتجة من أذية الحمض النووي. عادةً ما تُصلح هذه التكسرات باستخدام الكروماتيد الشقيق للثنائي المتأذي، وليس الصبغي (الكروموسوم) المتماثل، وبالتالي لا يُؤدي ذلك إلى تحول أليلي. تحدث إعادة التركيب كذلك بين التسلسلات المتماثلة الموجودة في مواقع جينومية مختلفة الناتجة من تكرارات مورثية سابقة. ويُعتقد أن تحول المورثات الذي يحدث بين التسلسلات المتماثلة في النوع (التحول الجيني الخارجي) مسؤول عن التطور المتضافر لعائلات المورثات.