基因重组与转座.ppt

基因重组和转座——宋成义 基因重组 宋成义 博士/副教授 主要内容 基因重组 同源重组 位点特异性重组 转座重组 拷贝选择 一、定义： 二、意义： 三、遗传重组的类型 同源重组（Homologous recombination） 涉及两条携带同样遗传位点的染色体间的DNA序列交换。 位点特异性重组（Site-specific recombination） 发生在两个特异序列之间。 转座重组 （Transposition） 指的是转座子移到基因组的新位点。 拷贝选择（Copy choice） 是一种RNA病毒使用的重组。 第二节 同源重组 定义 特性 真核生物的同源重组 原核生物的同源重组 1.同源重组定义： 同源重组（Homologus Recombination) 是指发生在姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。 2.同源重组特性： 大肠杆菌重组:至少要求有20—40bp是相同的 大肠杆菌基因组与?噬菌体或质粒重组:大于13bp 枯草杆菌基因组与质粒重组:大于70 bp 哺乳动物重组:150bp以上 3.真核生物的同源重组模型 Holliday model，相互侵入（交换）模型 Robin Holliday于1964年提出了重组的杂和DNA模型，又称Holliday模型。解释了交互重组现象：对称的杂合双链 Meselson-Radding model（单链侵入模型） Holliday模型中为对称的杂合双链，而实际情况有不均等分离现象，1975年Meselson-Radding 提出模型解释这种不对称重组现象： 交互重组和基因转换 Double-strand breaks initiate recombination （双链断裂重组模型） Meselson-Radding（单链侵入模型） Double-strand breaks initiate recombination(双链断裂重组模型) 虽然Holliday模型以及随后的Meselson和Radding所作的修改可以解释生物中发生的大多数同源重组事件，但仍有一些例外的重组现象，最典型的例子为基因转换(gene conversion)。 基因转换首先在酵母及真菌中被发现，现已证实在许多生物中存在。 一种等位基因形式转变为另一种等位基因形式，只发生在减数分裂时期。 异常分离与基因转变 在一个杂合体中，如果一染色体把基因A交给它的同源染色体，则它的同源染色体必定把基因a交回给它，所以在真菌中，一个座位上的两等位基因分离时，应该呈现2：2或1：1：1：1或1：2：1的分离(表8-1)，这就说明重组通常总是交互的。可是Lindegren在面包酵母（Saccharomyces cerevisiae）中发现，有的子囊含有（3A+1a）或（1A＋3a）的子囊孢子。以后在脉孢霉、酿酒酵母、子囊菌Ascobolus immersus及果蝇中也发现这种现象。 同源重组机制的应用: 基因敲除小鼠 4.原核生物的同源重组 细菌同源重组的特点 细菌的接合、转化以及转导重组都是同源重组，而且这种重组是发生在一个完整的环状双螺旋DNA分子与一个双链或单链DNA分子片段之间的。且重组需要3种基因所编码的RecA和RecBCD蛋白质。 A、转化（transformation） ①概念：受体菌直接摄取供体菌裂解后游离的DNA片段而获得新性状。 转化因子：在转化过程中转化的DNA片段。分子量＜1×107 , ≯10-20个基因。 ②机制：感受态受体菌摄取同源DNA后发生重组 B、接合（conjugation） ①概念：通过性菌毛连接沟通，将遗传物质（质粒或染色体DNA)从供体菌转移给受体菌的过程。 接合性质粒：F质粒、R质粒、Col质粒、Vi质粒 非接合性质粒(不要求) ： ②机制 F质粒的接合 C、转导（Transduction） 普遍性转导(generalized transduction):  噬菌体转导供体菌染色体上全部DNA片段，发生于裂解期。 完全转导：供体菌DNA片段与受体菌染色 体整合并随之传代。 流产转导：供体菌DNA片段不与受体菌染 色体整合也不可自我复制。 （大多为此） 局限性转导(restrictedtransduction) 前噬菌体从宿主菌染色体上脱离时发生偏差，将前噬菌体两侧的宿主染色体基因转移到受体菌，使受体菌的遗传性状发生改变的过程 噬菌体转导供体菌染色体上特定部位的DNA片段, 发生于溶原期 噬菌体将自身一段