第二章 DNA的结构.pptVIP

第九章 遗传重组第一节 概述第二节 同源性重组第三节 大肠杆菌重组的分子基础第四节 DNA的拓扑学第五节 位点特异性重组第六节 异常重组? 遗传物质的变异包括:突变,基因或染色体的结构发生改变;重组,基因染色体的序列发生重排及新的组合。基因重组是指由于不同DNA链的断裂和连接而产 生的DNA片段的交换和重新组合,形成新的DNA 分子的过程。? 重组的类型: (1)同源重组 homologous recombination 或普 遍性重组(generalized recombination ):大片段同源DNA序列之间的交换。交互重组:发生在真核生物减数分减过程中;单向重组:发生在细菌中转化、接合和广泛性转导 中的,即仅使受体发生重组,供体并未发生改变。其主要特点是需要R e c A蛋白的介入。(2)位点特异性重组(site-specific recombination):重组发生在特殊位点上,此位点含有短的同源序列, 供重组蛋白识别。 特点:发生在特异位点;需蛋白的催化;涉及交错切割。最为典型的是λ噬菌体在 a t t位点整合Ec o l i的基因 组中。(3)转座重组(transposition recombination) :转座的机制依赖DNA的交错剪切和复制,但不依 赖于同源序列。转座涉及转座酶,解离酶和DNA聚合酶,分为复制型、非复制几种类型。转座的过程中会形成共合体。两个转座因子之间的重组会引起缺失和倒位。(4)异常重组:分为两类,末端连接和链滑动。其特征是重组对中很少或没有序列同源性,所以 也称为非同源性重组。 需RecA蛋白 类型 需同源序列 需序列特异性 的酶 + + 同源 - + + 位点特异性 - 转座 - - + 异常 - - ?第二节 同源重组 1 特征 1.1 同源重组(homologousrecombination): 发生在同源DNA序列之间。 1.2 特征-进行同源重组的基本条件: 1) 在交换区具有相同或相似的序列:涉及同源序列 间的联会配对,且交换的片段较大;单链DNA分子或 单链DNA末端是交换发生的重要信号 2) 双链DNA分子之间互补碱基进行配对 3) 重组酶 4) 异源双链区的形成 :涉及DNA分子在特定的交换位 点发生断裂和错接的生化过程;存在重组热点。? e.g. 细线期 Euk.减数分裂时的染 色单体之间的交换;细 菌的转化,转导,接合, 合线期 噬菌体重组同源重组是同源依赖 性的,而非序列依赖 性。所以任何两个具 粗线期 有同源性的DNA分子可 以通过此过程进行重 组。 双线期同源重组有两个基本 功能:遗传混合和DNA 修复。同源重组见于减数分 终变期 裂时的染色体分配, DNA修复,转座等过程。2 同源重组的机制 2.1 断裂复合及Holliday中间体的形成 同源重组都涉及到DNA分子内的--断裂?复合 Holliday结构 同源重组中连接两个DNA双链的交换中间物含有4股DNA链,在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点为… Holliday结构形成的分子机制(断裂复合起始机制) 有Holliday双链侵入模型、单链侵入模型、双链断裂修复模型等多种1 Holliday双链侵入模型 其中-- 所有模型和切断、链置 换、连接等过程。 2 单链入侵模型(链转移模型) Meselson-Radding模型 Loop 泡的切断35 切口? 3 553 吸收碎链 取代 异构化 侵入 分枝迁移3 双链断裂修复模型2.2分枝迁移和Holliday结构的拆分 1)分枝迁移(branch migaration) --双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散2)Holliday的异构化 Holliday结构一经生成即可 不断地处于异构化--异源双链heteroduplex DNA 重组结果取决于拆分时 配对链上的切口位置 产生重组体的拆分DNA内切酶 DNA内切酶 3 4 Holliday中间体的拆分 1 2 3,4切割 1,2切割 DNA内切酶 DNA内切酶 产生含异源双链 产生重组体 的亲本DNA分子“重组体” “亲本链” Holliday双链 入侵模型全过程3 重组和联会复合体之间的关系同源染色体配对时形成联会复合体(synaptonemal complex, SC)SC是重组的结果,而不是重组的原因。 4 基因转变 基因转换(gene conversion):一个基因转变为另一等位基因。Lindegren(1949)酵母的异离常分离:交配型A×a的杂交中,有 些子囊所含的孢子为(3A+1a),也称为基因转换。50年代中期Mitchell:异常分离不是由于整个染色体的异常行为, 而是由于特定位点的“基因转换”所致,即属于基因内重组。Olive等在粪壳菌也发