第十章-遗传重组机制.pptx

第十章 遗传重组机制;根据发生机制的不同，重组可以分成3种类型： （1）同源性重组（homologous recombination） （2）位点专一性重组（site-specific recombination） （3）异常重组（illegitimate recombination） 前两者可合称为同源重组，异常重组也可称为非同源重组。;1.1 基本概念 又称普遍性重组，指发生在同源DNA序列间的重组，依赖于DNA同源序列的联会。 同源区域越长越有利，同源区太短则难于发生重组。 大肠杆菌活体重组，至少要求有20-40bp是相同的； 大肠杆菌与λ噬菌体或质粒重组，其同源区要求≥13bp； 枯草杆菌基因与质粒的重组，同源区的长短应≥70bp； 哺乳动物的同源区应长到150bp以上。;1.1 基本概念 交互重组( )和单向重组（ )。 催化这一过程的蛋白（如大肠杆菌的RecA蛋白）不是序列专一性的，而是同源依赖的。 在细菌中又称为依赖RecA重组。 无碱基序列的特异性，只要两条DNA序列相同或接近，重组可发生在此序列的任一点。 真核生物染色质状态对重组有影响，如异染色质及其附近区域很少发生重组。; 同源重组发生在DNA的同源序列之间，涉及参与重组双方DNA分子的断裂与重接。;（4）异源双链区的形成。 重组过程的关键是单链间的相互交换。在两个配对的DNA双螺旋同源链的相互位点产生单链断裂，切口产生的游离末端可以移动，每条链都脱离其配对的链并交叉与另一股双螺旋中的互补链配对。这种被连接在一起的双链称为接合分子(joint molecular)，由一个双链跨到另一双链的位点称为重组接点(recombination joint)。同源重组时，两个DNA分子间互补碱基配对的区域称为异源双链区(heteroduplex DNA)。一个亲代DNA分子与另一个亲代DNA分子通过一段异源DNA双螺旋共价相互连接，即异源双链DNA是由两个亲代DNA分子链所形成的。;1.3 同源性重组的可能机理;Chiasma formation is responsible for generating recombinants ;(2)、断裂愈合模型(breakage joining model);;(3)、模板选择假说(copy choice hypothesis);Holliday 模型(hybrid DNA model);;1.4 基因转变（gene conversion）;MI模式;; 重组通常是交互的，即一个座位上的两等位基因分离时呈现2：2，1：1：1：1或1：2：1分离。 可是发现：有的子囊含有（3A+1a）或（3a+1A）的子囊孢子，出现异常分离现象。如何解释？ 例如：Mitchell把链孢霉的两个吡哆醇突变株进行杂交， ＋pdxp×pdx＋，取出子囊后，对585个子囊中的孢子进行培养、鉴定，发现4个异常子囊类型。 注：pdxp突变株：吡哆醇依赖型，对酸度敏感； pdx突变株：吡哆醇依赖型，对酸度不敏感。;孢子对;;;基因转变可以影响一个DNA分子的双链，也可仅影响其中的一条链。;虽然g+/g-为不寻常分离，但邻近的A/a呈正常2:2分离;Holliday 模型(hybrid DNA model);;因为异源双链有关两核苷酸分别来自不同亲本， 所以如用杂交的两亲本为g+×g-，两者有一对碱基之差:; 如果不相称的核苷酸没有得到校正，杂种DNA（杂种染色单体）留到下一次复制时，将产生两个不同的子染色单体，这样就出现半染色单体转变，一个孢子对中的两个孢子不同。;;;基因转变实质上是异源双链DNA错配的核苷酸对在修复校正过程中所发生的一个基因转变为它的等位基因的现象。; 1.5 遗传重组的酶学机制;1）单链DNA结合活性，保护单链并促进recA与单链结合 2）依赖于单链DNA的ATP酶活性 3）DNA解旋活性，解开双螺旋 4）NTP酶活性，水解ATP、GTP、UTP、CTP促进联会发生 5）促进互补单链复性 6）蛋白酶活性和外切酶活性 ;2.1 特点 在原核生物中最为典型； 发生在特殊的序列对之间，如?噬菌体DNA通过attP位点和E.coli的attB位点间专一性重组而实现整合。 两个DNA分子并不交换对等的部分，又称整合式重组（integrative recombination）。;（1）、 ?