丝状真菌遗传2.ppt

TP是怎样作为引物，引导DNA的复制的呢？TP作为引物，引导DNA的复制机理在φ29噬菌体和腺病毒中研究得较为深入，下面让我们以φ29噬菌体为例，对此进行介绍。 φ29的寄主是枯草杆菌噬菌体，其DNA是线状，末端蛋白TP共价结合于DNA的5‘末端。DNA两端具有6 bp的反向重复序列(3’-TTTCAT-5’)和几个不连续的由2～6 bp组成的反向同源区。φ29 DNA的复制包括起始、延伸和终止三个阶段(图 )。 (1)起始阶段：病毒编码的P6蛋白和P17蛋白与复制起点结合形成蛋白-核酸复合物，使双链DNA的末端解螺旋，产生单链区。一分子游离的TP与特异的DNA聚合酶(DNA聚合酶B家族，由噬菌体编码)结合形成TP-DNA聚合酶复合物，然后TP-DNA聚合酶复合物识别并与复制起点结合。在对应于5’末端的dATP存在时，DNA聚合酶催化TP的丝氨酸上的OH基与dAMP共价结合。 (2)延伸阶段：DNA复制起始后，在相同的DNA聚合酶的作用下，通过”链弃置机理”(strand-displacement mechanism)进行DNA链的延伸，即合成新链的同时使带有TP的亲本链游离出来，单链结合蛋白(SSB) p5 结合在被弃置的母链上，同时起始蛋白从DNA链上脱离下来。复制是连续进行的，没有岗歧片段的出现。在从DNA的一端起始合成后，另一端也以同样的方式开始复制，形成所谓的type-Ⅰ复制中间体，即全长的双链DNA、并带有一个或2个单链分枝。当复制继续进行，两个复制叉相遇时，type-Ⅰ复制中间体在空间上相互分开，形成2个typeⅡ复制中间体。每个typeⅡ复制中间体，都具有全长的DNA，并且起始合成的一端是双链DNA，尚未完成复制的另一端是单链DNA。 (3)终止阶段：随着SSB蛋白从单链DNA上的移去，复制继续进行到DNA的另一端，完成复制。一旦合成全长的双链DNA分子，DNA聚合酶就会与另一个TP结合，开始新一轮DNA的复制。 ? 三、基因表达的调控 随着分子生物学研究方法在丝状真菌研究中的应用,已经开展了对丝状真菌基因的表达及其调控全方位的研究，并取得了一定的进展。 如在抗生素生物合成的基因簇结构、基因表达调控；分生孢子形成的结构基因及其分生孢子发育过程中基因表达的时空秩序性；参与营养物质代谢的基因及其表达调控等方面已做了较深入的研究工作。下面以粗糙脉孢菌奎尼酸代谢为例，阐述其调控机制。 粗糙脉孢菌的qa基因簇（奎尼酸代谢基因簇） 粗糙脉孢菌的qa基因簇包含5个结构基因和2个调节基因，全长18 kb(图)。5个结构基因从左到右依次是:qa-X、qa-2、qa-4、qa-3 和qa-Y；2个调节基因分别是qa-1F 和qa-1S。 这2个调节基因qa-1F 和qa-1S，分别编码激活蛋白和阻遏蛋白，在无奎尼酸时这2个基因属于低水平的组成型表达。 5个结构基因的转录受奎尼酸的协同诱导，同时受qa-1F 和qa-1S的协同调节，诱导时的转录水平比无诱导时高50～1000倍。所有qa基因簇(包括结构基因和调节基因)的转录都需要qa-1F 编码的蛋白的激活。无诱导物时， qa-1S编码的阻遏蛋白与激活蛋白结合，阻止了qa-1F 基因的转录，从而使qa结构基因及其qa-1S基因的转录受阻，仅维持在基础水平的转录。 有诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，使qa-1F 基因脱阻遏，产生的激活蛋白促进qa结构基因的转录，与此同时也促进qa-1S的转录，因此一旦诱导物水平下降，已逐渐积累的阻遏蛋白便可立即将整个系统关闭。在qa基因簇中共有13个激活蛋白的结合部位，该部位是部分对称的16 bp的保守序列GGATAANNNNTTATCC，说明有些基因启动子上游有1个以上的激活蛋白结合部位。 四、丝状真菌的接合型基因 已经对多数丝状子囊菌和担子菌的接合型基因进行了克隆和特征分析。接合型基因的名称现在倾向于统一用MAT来表示，但对于个别旧的称呼仍然延用。 粗糙脉孢菌的接合型有A和a两种类型,mat a的长度为3235 bp，含有一个ORF,即mat –a1，编码382个氨基酸；mat A的长度为5301bp，含有3个ORF，即mat A-1、mat A-2和mat A-3,它们编码的产物的氨基酸长度分别为293、373和324 (图 )。mat a和mat A这两个DNA区段并无同源性，但它们两侧的DNA序列是相同的。mat a和mat A这两个不同的DNA区段在单倍体细胞中对应的相同的染色体上占据着相同的位置，被叫做二极性(idiomorphs)，而不叫等位基因。 mat a-1和mat A-1是细胞接合和有性生殖所必需的，而mat A-2和mat A-3能提高有