同源双链

 1. 同源双链

同源双链（Homologous recombination, HR）是一种重要的基因重组过程，通过相似或相同的核苷酸序列进行的遗传物质交换。HR主要发生在有性生殖的减数分裂过程中，但也在DNA损伤修复中扮演关键角色。HR涉及一系列酶和蛋白质，以确保精确和高效的基因重组和修复。

HR过程开始于DNA双链断裂（double-strand breaks, DSBs），这些断裂可以由内源性（如复制叉崩溃）或外源性（如放射线和化学物质）因素引起。断裂末端被核酸外切酶处理形成单链DNA（single-strand DNA, ssDNA），这些单链随后与保护蛋白结合，形成核蛋白丝（nucleoprotein filament）。这种结构由RecA蛋白（在原核生物中）或Rad51蛋白（在真核生物中）介导，能够侵入同源染色体的双链DNA，形成D环（D-loop）。此过程称为同源搜索和链侵入（homology search and strand invasion）。

接下来，同源染色体提供模板，通过DNA聚合酶进行DNA合成，扩展侵入的单链DNA。随后，形成的交叉结构称为霍利迪交叉（Holliday junction），这些结构可通过不同的方式被解决，最终导致基因交换或恢复原始序列。

HR不仅在减数分裂中促进遗传多样性，还在有丝分裂和细胞周期的其他阶段修复DNA损伤，确保基因组的稳定性。HR缺陷与多种疾病，包括癌症和遗传性疾病有关。

参考文献：

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