基因重组

基因重组（也称为基因重组）是不同生物体之间遗传物质的交换，导致产生的后代具有不同于父母双方的特征组合。 在真核生物中，减数分裂期间的基因重组可以产生一组新的遗传信息，这些信息可以进一步从父母传给后代。 大多数重组是自然发生的，可分为两类：（1）染色体间重组，通过独立排列的等位基因发生，这些等位基因的位点位于不同但同源的染色体上（减数分裂 I 中成对的同源染色体的随机方向）； & (2) 染色体内重组，通过交换发生。

在真核生物的减数分裂过程中，基因重组涉及同源染色体的配对。这之后可能是染色体之间的信息传递。信息传递可能在没有物理交换的情况下发生（一段遗传物质从一条染色体复制到另一条染色体，而捐赠的染色体没有被改变）（见图中的 SDSA 途径）； 或者通过 DNA 链的断裂和重新结合，形成新的 DNA 分子。

重组也可能发生在真核生物的有丝分裂期间，其中它通常涉及染色体复制后形成的两条姐妹染色体。 在这种情况下，不会产生新的等位基因组合，因为姐妹染色体通常是相同的。 在减数分裂和有丝分裂中，重组发生在相似的 DNA 分子（同源序列）之间。 在减数分裂中，非姐妹同源染色体彼此配对，因此重组特征性地发生在非姐妹同源物之间。 在减数分裂和有丝分裂细胞中，同源染色体之间的重组是 DNA 修复中常用的机制。

基因转换——使同源序列相同的过程也属于基因重组。

基因重组和重组 DNA 修复也发生在使用无性繁殖的细菌和古细菌中。

可以在实验室（体外）环境中人工诱导重组，产生用于疫苗开发等目的的重组 DNA。

具有适应性免疫系统的生物体中的 V(D)J 重组是一种位点特异性基因重组，可帮助免疫细胞快速多样化以识别和适应新的病原体。

在减数分裂期间，突触（同源染色体的配对）通常先于基因重组。

基因重组由许多不同的酶催化。 重组酶是在重组过程中催化链转移步骤的关键酶。 RecA 是大肠杆菌中发现的主要重组酶，负责修复 DNA 双链断裂 (DSB)。 在酵母和其他真核生物中，修复 DSB 需要两种重组酶。 RAD51 蛋白是有丝分裂和减数分裂重组所必需的，而 DNA 修复蛋白 DMC1 对减数分裂重组具有特异性。 在古细菌中，细菌 RecA 蛋白的直系同源物是 RadA。

细菌重组

在细菌中有：

• 常规细菌重组，以及遗传物质的无效转移，表示为
• 不成功的转移或流产转移，这是指将供体细胞的任何细菌 DNA 转移到受体，受体已将传入的 DNA 设置为受体遗传物质的一部分。 在以下转导和缀合中记录了流产转移。 在所有情况下，传播的片段都会被培养物的生长稀释。

在真核生物中，染色体交换促进了减数分裂期间的重组。 交叉过程导致后代具有与其父母不同的基因组合，并且偶尔会产生新的嵌合等位基因。 基因重组带来的基因改组产生了更多的遗传变异。 它还允许有性繁殖的生物体避免 Muller's ratchet，在这种情况下，无性种群的基因组往往会随着时间的推移积累比其他类型的有益或逆转突变更多的有害突变。

染色体交叉涉及从每个父母继承的成对染色体之间的重组，通常发生在减数分裂期间。 在前期 I（粗线期阶段），四个可用的染色单体彼此紧密排列。

在这种形成过程中，两条染色单体上的同源位点可以紧密配对，并可以交换遗传信息。

因为在染色体上的任何位置都可能发生重组，概率很小，所以两个位置之间的重组频率取决于它们之间的距离。 因此，对于在同一条染色体上距离足够远的基因，交叉的数量足以破坏相关性。