Genkonvertering er udskiftning af en DNA-sekvens med en homolog sekvens, så sekvenserne bliver identiske. Genkonvertering kan enten være allel, hvilket betyder, at en allel af et gen erstatter en anden allel af samme gen, eller ikke-allelisk/ektopisk [1] , hvor en paralog DNA-sekvens omdanner en anden. [2]
Paralogiske er sådanne sekvenser, der er til stede i det samme genom, men opstår i evolution ved duplikation (fordobling) af den primære sekvens. Paraloge gener danner familier af gener, og konverteringshændelser mellem gener af samme familie er ret hyppige [1] . Konvertering kan forekomme mellem funktionelle gensekvenser, der koder for proteiner; også mellem pseudogener - sektioner af genomet, der er homologe i sekvens med et eller andet funktionelt gen, men som har mistet evnen til at tilvejebringe produktet i form af RNA eller protein; der kan også forekomme en omdannelse af et funktionelt gen til en pseudogen sekvens (og dette fører i nogle tilfælde til udvikling af en embryonal udviklingspatologi på grund af tab af det nødvendige gen for at virke), eller omvendt, omdannelse af et pseudogen iflg. en prøve af den funktionelle gensekvens.
Konvertering kan påvirke sektioner af forskellig længde, nogle gange påvirkes den ene del af genet af konverteringen, samtidig med at sekvensernes unikke karakter i den anden del bevares (i dette tilfælde taler de om segmental genkonvertering).
Ud fra synspunktet om at opretholde stabiliteten af genomet, spiller omdannelse en dobbelt rolle: på den ene side kan den hjælpe med at erstatte en mutant version af et gen med patogene egenskaber med en normal version af det samme gen. Men på den anden side kan den modsatte omdannelse også ske ved udskiftning af den normale version med den patogene. I dette tilfælde kan vi få homozygotisering af genotypen for den patogene recessive variant og manifestation af en recessiv sygdom hos barnet, i modsætning til forventninger baseret på genotypebestemmelse af forældrene. Genkonvertering kan således forstyrre standard Mendelske segregationer i arv. Konvertering og homozygotisering for mutationer i onkogener blev også noteret i tumorceller.
Genkonvertering er baseret på processen med DNA- molekyle-reparation ved mekanismen af homolog rekombination . Denne mekanisme er involveret i processen med at reparere en DNA-streng, hvor der er opstået et dobbeltstrengsbrud. Når en komplementær parring forekommer mellem to homologe sekvenser under homolog rekombination, dannes en heterodupleks ved mismatch mellem de to strenge , hvilket udløser aktiveringen af fejlparringsreparation . Dette system korrigerer den ene kæde i henhold til den andens matrix som model.
Det kan her bemærkes, at sandsynligheden for at erstatte et nukleotid med et andet ikke er den samme. Hvis en af kæderne indeholder nukleotidet G eller C, og den anden indeholder A eller T, så er sandsynligheden for at erstatte nukleotidet i den anden kæde i henhold til skabelonen for den første højere end omvendt. Dette fænomen kaldes konverteringsasymmetri (på engelsk conversion bias). Dette fører til, at der for eksempel i området for rekombinationshot spots, hvor konverteringshændelser forekommer hyppigst, observeres en øget koncentration af G- og C-nukleotider sammenlignet med genomet som helhed [3] . Sandsynligheden for konvertering af den ene eller anden kæde kan også påvirkes af, hvilke steder der er mere aktivt involveret i transkriptionsprocessen: sandsynligheden for at korrigere en mindre aktiv kæde i henhold til en mere aktiv skabelon er højere end omvendt [4] . Den adaptive betydning af en sådan operation af reparationssystemet er ret indlysende: et mindre udtrykt DNA-fragment kan sandsynligvis indeholde en mutation, der forstyrrer dets ydeevne, og konverteringen erstatter denne variant med en mere effektiv.
I nogle tilfælde kræves det, at organismer har en meget høj diversitet af visse klasser af sekvenser. Først og fremmest drejer det sig om driften af systemer, der er involveret i at skelne "ven eller fjende". For eksempel er vi nødt til at bygge en række immunglobuliner og antistoffer, der giver beskyttelse mod en række forskellige invaderende infektiøse mikroorganismer, mens mikroorganismerne selv på deres side har brug for evnen til hurtigt at erstatte overfladeantigener for med succes at undgå angreb fra værtens immunsystem. I sådanne systemer bruges genkonvertering aktivt af celler som en mekanisme til at generere et stort udvalg af arbejdssekvenser. Essensen af mekanismen er som følger. Det protein, der er nødvendigt for kroppen, produceres på grund af arbejdet i et bestemt gen, som er under den aktive promotor og udtrykkes . Også til stede i genomet er multiple og forskelligartede paraloge sekvenser, der ikke udtrykkes, men periodisk tilfældigt bruges som skabelon til aktiv sekvenskonvertering. Sådan dannes for eksempel en række på hinanden følgende overfladeantigener af trypanosomparasitten (et encellet forårsagende middel til sovesyge) [5] . I dette tilfælde er hele processen programmeret på det genetiske niveau. Hændelseskæden begynder med dannelsen af et dobbeltstrengsbrud nær det aktive gen, men dette brud optræder ikke tilfældigt som en læsion, men introduceres af et meget specifikt endonukleaseenzym , der aktiveres som reaktion på visse intracellulære signaler.