ヘテロ二本鎖

ヘテロ二本鎖は、異なる相同染色体や異なる生物など、異なる供給源に由来する単一の相補鎖の遺伝子組み換えによって生成された二本鎖（デュプレックス）の核酸分子です。

一例として、通常は生化学に基づく系統解析のためのハイブリダイゼーションプロセスで形成されるヘテロ二本鎖 DNA 鎖が挙げられます。もう 1 つは、核酸の非天然類似体が核酸と結合するために使用されたときに形成されるヘテロ二本鎖です。これらのヘテロ二本鎖は、一本鎖ペプチド核酸、2'-O-メチルホスホロチオエート、またはモルホリノオリゴを使用して RNA と結合するアンチセンス技術を実行することによって生成されます。

減数分裂組換えは、DNAの二本鎖切断 (DSB) によって開始されることがあります。切断の 5' 末端は分解され、数百ヌクレオチドの長い 3' 突出部が残ります(図を参照)。次に、これらの 3' 一本鎖 DNA セグメントの 1 つが相同染色体上の相同配列に侵入し、図に示すように、交差 (CO) または非交差 (NCO) のいずれかの異なる経路で修復可能な中間体を形成します。1 つの経路では、二重ホリデイ ジャンクション(DHJ) と呼ばれる構造が形成され、DNA 鎖の交換が起こります。合成依存性鎖アニーリング (SDSA)と呼ばれるもう 1 つの経路では、情報交換は行われますが、物理的な交換は行われません。これらの組み換え過程のさまざまな段階で、ヘテロ二本鎖 DNA (2 つの相同染色体のそれぞれからの一本鎖からなる二本鎖 DNA 。完全に相補的である場合もそうでない場合もある) が形成されます。減数分裂中は非交差組み換えが頻繁に発生し、主に SDSA 経路によって発生するようです。^{[1] [2]} 減数分裂中に発生する非交差組み換えイベントは、DNA 二本鎖損傷またはその他の種類の DNA 損傷の修復の例を反映している可能性があります。ヘテロ二本鎖 DNA で不一致が発生すると、一方の鎖の配列が修復され、もう一方の鎖と完全に相補的に結合するようになります。

有糸分裂中、DNA二本鎖切断を修復するための主要な相同組換え経路は、DSBR経路ではなくSDSA経路であると思われます。^[1] SDSA経路は非交差組換え体を生成します（図を参照）。

減数分裂では、非姉妹染色分体間で交差のプロセスが発生し、配偶子に新しい対立遺伝子の組み合わせが生じます。交差では、Spo11酵素が、一対の姉妹染色分体ストランド (前期の四分子構成) に交互に切れ目を入れます。後続の酵素がストランドの 5' 末端を切り戻し、タンパク質複合体が 3' 一本鎖末端に結合します。Rad51 タンパク質がリクルートされ、タンパク質複合体に結合して、二本鎖切断修復に類似した相補配列を検索します。フィラメントが相同染色体を検索し、新しい染色体が下部の姉妹染色分体上にD ループを形成する場所でストランド侵入が発生し、その後、末端がアニールされます。このプロセスにより、二重ホリデイジャンクションが生成されることがあり、エンドヌクレアーゼによって横断パターンで切断されると、2 つのヘテロ二本鎖ストランド産物が形成されます。

ヘテロ二本鎖 DNA は、転写後遺伝子サイレンシングを引き起こす 小さな RNA (smRNA)の供給源でもあります。