基因重組是所有生物都可能發(fā)生的基本的遺傳現(xiàn)象.無論在高等生物體內(nèi),還是在細(xì)菌、病毒中,都存在基因重組.不僅在減數(shù)分裂過程中會發(fā)生基因重組,在高等生物的體細(xì)胞中也會發(fā)生基因重組.基因重組不僅可以發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)的基因之間,也可以發(fā)生在線粒體和葉綠體的基因之間.可以說,只要有DNA,就可能發(fā)生重組.
從廣義上講,任何造成基因型變化的基因交流過程,都叫做基因重組.而狹義的基因重組僅指涉及DNA分子內(nèi)斷裂—復(fù)合的基因交流.真核生物在減數(shù)分裂時(shí),通過非同源染色體的自由組合形成各種不同的配子,雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生基因型各不相同的后代,這種重組過程雖然也導(dǎo)致基因型的變化,但是由于它不涉及DNA分子內(nèi)的斷裂c復(fù)合,因此,不包括在狹義的基因重組的范圍之內(nèi).
根據(jù)重組的機(jī)制和對蛋白質(zhì)因子的要求不同,可以將狹義的基因重組分為三種類型,即同源重組、位點(diǎn)特異性重組和異常重組.同源重組的發(fā)生依賴于大范圍的DNA同源序列的聯(lián)會,在重組過程中,兩條染色體或DNA分子相互交換對等的部分.真核生物的非姊妹染色單體的交換、細(xì)菌以及某些低等真核生物的轉(zhuǎn)化、細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)接合、噬菌體的重組等都屬于這種類型.大腸桿菌的同源重組需要RecA蛋白,類似的蛋白質(zhì)也存在于其他細(xì)菌中.位點(diǎn)特異性重組發(fā)生在兩個DNA分子的特異位點(diǎn)上.它的發(fā)生依賴于小范圍的DNA同源序列的聯(lián)會,重組也只限于這個小范圍.兩個DNA分子并不交換對等的部分,有時(shí)是一個DNA分子整合到另一個DNA分子中.這種重組不需要RecA蛋白的參與.異常重組發(fā)生在順序不相同的DNA分子間,在形成重組分子時(shí)往往依賴于DNA的復(fù)制而完成重組過程.例如,在轉(zhuǎn)座過程中,轉(zhuǎn)座因子從染色體的一個區(qū)段轉(zhuǎn)移到另一個區(qū)段,或從一條染色體轉(zhuǎn)移到另一條染色體.這種類型的重組也不需要RecA蛋白的參與.