4遗传重组机制.ppt

第四章 遗传重组（genetic recombination）;广义上，任何造成基因型变化的基因交流过程。 非同源染色体的自由组合：不涉及DNA分子内的断裂-复合。;1. 同源重组（homologous recombination）;3. 转座（transposition）;目前虽然无法对遗传重组直接进行分子水平分析，但依据： 对DNA生物化学特性的分析； 对减数分裂过程中染色体行为和重组发生的性状观察； 对离体重组系统的研究； 出现了旨在解释DNA同源重组的模型。;;(g, h, i ) 交联桥旋转，形成十字构形（Holliday中间体）； ( j ) 十字构形中2条单链保持完整，另2条单链出现断裂； ( k,l ) DNA修补合成. 两个单体DNA是否出现重组与交联桥的断裂方式有关。 但无论重组与否，都新出现有一段异源双链DNA，这是发生基因转变的遗传基础。故该模型也叫异源或杂合DNA模型。;;;这一模型涉及到两次断裂和重接： 前一次???裂、重接和分支迁移造成了异源双链； 后一次断裂和重接则决定是否出现重组。;B、Meselson-Radding 模型;（a）切割 （b）链置换 （c）链侵入 （d）噜噗切除 （e）连接 （f）分支迁移;C Double-strand break （DSB) model ;DSB更接近事实的原因： 1）Homologous recombination is often initiated by double-strand break (DSB) in DNA, not by aligned nicks of Holiday model.（同源重组通常由DSB引发） 2）DSB occurs relatively frequently, but the aligned nicks not.（DSB现象常见）;“8”结构经酶切后有4条臂，犹如希腊字母?，因此称作Chi结构。在酵母菌等多种生物中也发现了类似的结构。;3. 基因转变及机理;Production of ordered tetrads of Neurospora.;Segregation patterns in Neurospora.;Photomicrograph showing segregation of dark and light ascospores in Neurospora.;基因转变机理;A C A G T;可能的校正方式：;C; ;基因转变的实质： 重组过程中留下的局部异源双链区，在细胞内的修复系统（错配修复）识别下，不同的修复/不修复产生的结果。不同的修复会产生不同的结果。;识别错配;第三节、位点专一性重组;;位点专一性重组过程;attB和attP位点处的序列，O序列叫做核心序列，全长15bp，富含AT碱基对，在attB和attP中完全一致。;;1951年，在冷泉港生物学专题讨论会上， McClintock报告了遗传基因可以改变自身位置，她称之为“转座子” 。;;1940初，McClintock发现这一突变与染色体重组（断裂、解离）有关。;在单个胚乳细胞中跳来跳去，形成花斑胚乳;转座因子如果在质粒上，将质粒加热变性，两条链各自复性，会形成茎环结构。 ;三、转座因子的分类和结构;虽然IS大小不同，但有共同特征： 在IS两末端都有一段短的反向重复序列（IR），长度不一。;当IS插入靶DNA后，导致在插入片段两侧出现（靶片段）的重复。;2. 转座子（transposon） 含有转座酶基因外，还带抗药或其它基因。 ;复合转座子中的IS序列既能单独转座，又能带动整个复合体转座。与以下两个因素有关： A、在非选择压力下，两个IS距离越大，IS自身转座的可能性越大，复合转座子转座的频率越小。 B、在选择压力下，复合转座子整体转座的频率会明显增加。;②.有些转座子末端并不是IS，而是反向重复序列，这类叫复杂转座子（Complex transposon，称TnA族）。;3.转座噬菌体——Mu噬菌体;（二）、真核生物的转座因子： 1、分类与结构;玉米籽粒色斑的产生、果蝇复眼颜色的变异、啤酒酵母接合的转换等现象都与转座因子在染色体上的转座有关。 玉米除Ac-Ds系统外，Spm控制因子也有自主控制因子+非自主控制因子。;果蝇的转座因子有Copia、412与297等； 转座子未端序列是转座酶识别位点（保守性很强）。;3、酵母的Ty （Transposon yeast）;四、转座的机理;（二）切离转座;（三）复制转座;J.A Shapiro的复制转座模型;五、转座的遗传效应 1、转座引起插入基因突变或失活；;2、转座产生新的基因；例如