異所性組換えは、非対立染色体位置にある 2 つの相同 DNA 配列間で交差が起こる非典型的な組換えの形態です。このような組換えは、しばしば劇的な染色体再編成を引き起こし、これは一般的に生物にとって有害です。[ 1 ]しかし、異所性組換えによって生物に利益をもたらす突然変異染色体が生じる可能性があることを示唆する研究もあります。 [ 2 ]異所性組換えは減数分裂と有糸分裂の両方で起こり得ますが、減数分裂中に起こる可能性の方が高いです。[ 3 ]異所性組換えは比較的頻繁に起こり、少なくとも 1 つの酵母種 ( Saccharomyces cerevisiae ) では、異所性組換えの頻度は対立遺伝子 (または従来型) 組換えの頻度とほぼ同等です。[ 4 ] 2つの遺伝子座の対立遺伝子がヘテロ接合型の場合、異所性組換えが比較的起こりやすいが、対立遺伝子がホモ接合型の場合は、ほぼ確実に対立遺伝子組換えが起こる。[ 4 ]異所性組換えは、関与する遺伝子座が互いに近接している必要はない。単一の染色体上で大きく離れた遺伝子座間でも起こり得るし、染色体をまたいで起こることも知られている。[ 5 ]また、配列間の相同性が高い必要もない。発生に必要な下限は、相同なDNAヌクレオチドの領域が2.2kb程度と推定されている。[ 4 ]
タバコ植物の体細胞では、異所性相同配列間のDNA二本鎖切断誘発組換えが、二本鎖切断に対するマイナーなDNA修復経路として機能しているようです。[ 6 ]
転移因子が異所性組換えに果たす役割は、活発に研究されている分野である。転移因子(ゲノムのどの部分にも挿入できる反復DNA配列)は、ヌクレオチドの相同反復配列で異所性組換えを促進する可能性がある。しかし、ある提案モデルによれば、異所性組換えは転移因子のコピー数が多いことの阻害因子として機能する可能性がある。[ 1 ]転移因子の異所性組換えの頻度は、転移因子のコピー数が多いことと、それらの因子の長さが長いことの両方に関連付けられている。[ 7 ]異所性組換えは一般的に有害であるため、前述のコピー数が多いことや長さが長いことを含め、異所性組換えが発生する確率を高めるものはすべて選択的に排除される。しかし、このモデルは、ゲノム内の単一の転移因子ファミリーにのみ適用できる。なぜなら、あるTEファミリーで異所性組換えが発生する確率は、別のTEファミリーで発生する確率とは独立しているからである。したがって、より短く、転移頻度が低く、転移因子配列間の相同性を十分に破壊して異所性組換えの発生を防ぐのに十分なほど突然変異率が高い転移因子が選択されることになる。[ 7 ]