Homoloogiline rekombinatsioon
Homoloogiline rekombinatsioon on protsess, kus kaks sarnast või identset DNA molekuli vahetavad nukleotiidseid järjestusi. Kõige rohkem kasutavad rakud seda kahjulike kaheahelaliste DNA katkestuste parandamiseks. Meioosis, kus eukarüootsed rakud toodavad gameete, toimub homoloogilise rekombinatsiooni abil uute DNA järjestuste teke. Need uued järjestused tagavad järglastes geneetilise variatsiooni, mis aitab evolutsiooni käigus populatsioonil kohastuda. Homoloogiline rekombinatsioon varieerub erinevates organismides ja raku tüüpides, kuid toimub tavaliselt samas järjekorras ja samade põhisammude kaupa. Kui toimub kaheahelaline katkestus, siis lõigatakse DNA 5' otsast resektsiooni käigus jupp ära. Seejärel toimub ahela invasioon, kus ülerippuv 3' ots võtab üle sarnase või identse DNA molekuli, kus ei ole toimunud katkestust. Pärast ahela ülekannet tekivad X-kujulised Holliday struktuurid, mis ühendavad kahte DNA molekuli. Olenevalt sellest, kuidas ensüümid ühenduskohti lõikavad, võib toimuda kromosomaalne ristsiire. Selline protsess leiab aset meioosis. DNA parandamisel toimuva homoloogilise rekombinatsiooni puhul asendatakse tavaliselt kahjustunud DNA lõiguga, mis oli seal enne kaheahelalise katkestuse teket. Homoloogiline rekombinatsioon on kõigis kolmes elu domeenis ja viirustes säilinud, mis viitab, et see on universaalne bioloogiline mehhanism. Homoloogilise rekombinatsiooni eest vastutavaid geene on leitud protistidest, mis viitab sellele, et meioos kujunes välja varases eukarüootide arengus. Vead nendes geenides on seotud mitmesuguste vähi tüüpide sageduse suurenemisega. Selle tõttu on homoloogilise rekombinatsiooni eest vastutavate valkude uurimine suurendatud tähelepanu all. Samuti kasutatakse homoloogilist rekombinatsiooni organismides geneetiliste muudatuste tegemiseks.