{新}同源重组的分子机制.ppt

第六章 同源重组的分子机制 断裂和重接模型 1937年，Darlington提出； 模板选择复制模型（copy choice ） Belling J.首先提出，1933年又撤回； 1948年，Hershey再次提出； 霍利迪(Holliday)模型 1964年Robin Holliday提出； Meselson-Radding模型 1975年Meselson Radding提出； 断裂重接模型和模板选择复制模型存在的问题 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： (1) 违背了半保留复制； (2) DNA复制在S期，重组在偶线期，不应同时发生； (3)不能解释3线和4线交换； 支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形态学上，Holliday中间体(Chi 结构)的电镜照片； 支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形态学上，Holliday中间体(Chi 结构)的电镜照片； 2、异源双链形成时，产生碱基错配导致与重组相关联 的基因转变的发生； (二)、基因转变及其分子机理 1、异常分离与基因转变 粗糙脉孢菌： pdxp：酸度敏感的VB6依赖型 pdx： 酸度不敏感的VB6依赖型 + pdxp × pdx + 2、基因转变的分子机制 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； 负干涉：两个邻近基因，或者是同一基因不同突变点间，双交换的频率比预期高，并发系数C1，即一个区域的交换引起邻近区域交换的增加； 局部负干涉：有些噬菌体、细菌或真菌的某些局部位点明显的出现负干涉的现象； (一)、细菌同源重组的特点 ①发生在环状双链DNA分子与一个双链或单链DNA 分子之间； 转化：单链 × 双链 接合：双链 × 双链 转导：双链 × 双链 ②存在8个碱基组成的重组热点(Chi位点)： chi 位点 5 GCTGGTGG 3 3 CGACCACC 5 ③需要几种重要的蛋白质： RecBCD复合体：具有核酸酶，解旋酶和ATPase活性，在 Chi位点产生单链 3游离未端； RecA：促进DNA单链的同化，即促进单链与同源双链分子发生链的交换； RuvAB复合体：促进分支迁移； RuvC：核酸内切酶，切开重组中间体(Holliday连接体)； 实质：单链DNA片段与双链环状DNA之间的重组 ①切除外源DNA——无重组 ②切除受体DNA——发生重组 ③无修复作用 ——子代细胞出现两种基因型（受体基因型 和重组体基因型） 通常采用有利于重组体基因型生长的选择条件 极化子：距离单链断裂点的位置越近越容易发生基因转变，越远越不易发生转变，由此基因转变频率由高到低形成一个梯度，染色体上呈现基因转变极化现象的区域称为极化子； m3 m2 m1 m4 m5 转变频率 单链断裂点 四、细菌的同源重组 (二)、细菌同源重组的机制---接合和转导(双链和双链) 1). RecA蛋白与单链DNA结 合，形成螺旋状纤丝； 2). 螺旋状纤丝与同源双链DNA结合； 3). 螺旋状纤丝中的单链(入侵单链)与双链中的互补链配对，同源链被置换出来； RecA蛋白介导的DNA链交换模型 游离的3单链末端 单链侵入并置换 形成Holliday连接体 Ruv AB复合物结合于Holliday连接体 Ruv C 蛋白切开Holliday连接体 置换延伸 (recA) 内切酶 (recBCD) DNA侵扰 (recA) 内切酶 (recBCD) DNA 连接酶 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 3′ 5′ 5′ 3′ 3′ 5′ 3′ 5′ 5′