遗传学课件（候阿澧）-14第十四章 基因结构和重组.pptVIP

第十四章 基因结构和重组 一、一基因一酶学说 1941 Beadle Tatum 提出： “ one gene one enzyme” hypothesis (一) 重组机制 1、交叉理论（chiasmatatype hypothesis） 1909年Janssens并提出了交叉型理论 2、断裂愈合模型 1937年Darlington提出 3、模板选择学说（copy choice ） Belling J.首先提出的，1933年他又撤回了 这一假设。 4、1948年Hershey提出模板选择学说 断裂重接模型和模板选择复制模型的否定 断裂重接模型不能解释基因转变和极化子现象 模板选择复制模型存在的问题： (1) 违背了半保留复制； (2) DNA复制应在S期，重组应在M期，不应同时发生。 (3)不能解释3线和4线交换。 基因转变（Gene conversion）：将真菌中不规则分离现象解释为减数分裂过程中同源染色体联会时，一个基因使相对位置上的基因发生相应的变化所致，因而称为基因转变。 EM of a Holliday Junction w/a few melted base pairs around junction 双链断裂起始重组模型（P129） 在酵母系统的重组研究中，发现载体DNA双链断裂可大大提高同源重组的效率。 RecBCD : A complex enzyme RecBCD has: Endonuclease subunits (recBC) that cut one DNA strand close to Chi sequence. DNA helicase activity (recD subunit) and DNA-dependent ATPase activity unwinds DNA to generate SS regions recBCD Pathway of Homologous Recombination Part I: Nicking and Exchanging A nick is created in one strand by recBCD at a Chi sequence (GCTGGTGG), found every 5000 bp. Unwinding of DNA containing Chi sequence by recBCD allows binding of SSB and recA. recA promotes strand invasion into homologous DNA, displacing one strand. The displaced strand base-pairs with the single strand left behind on the other chromosome. The displaced and now paired strand is nicked (by recBCD?) to complete strand exchange. recBCD Pathway of Homologous Rec. Part II: Branch Migration and Resolution Nicks are sealed ? Holliday Junction Branch migration (ruvA + ruvB) Resolution of Holliday Junction (ruvC) 细菌同源重组的分子机制 （1）RecBCD识别chi序列引发重组； （2）RecA催化单链同化； （3）Ruv系统解离Holliday连接点。 转座子 1951年McClintock提出转座（Transposition）和跳跃基因(jumping gene)的概念 1967年Shapiro才在E.coli中发现了转座因子（transposable element） 转座子 一段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座，这段序列称为跳跃基因或转座子。 原核转座因子的类型 1、插入序列(IS)（两端有略长的IR和短的DR） 2、类插入序列（IS-like elements） 3、复合转座子（两端组件为IS和类IS） 4、TnA家族（两端具有IR而不是IS ） 注：IR，反向重复序列；DR，正向重复序列。 每种IS元件具有不同序列，但有共同的组织形式 （三）转座类型 类型 (1) 复制型转座 （replicati