第六章DNA的重组与转座4.pptx

第六章 DNA的重组与转座一节 DNA重组 同源重组 特异位点重组二节 DNA转座 转座子的概念 转座子的分类 转座过程发生和机制 转座子转座的特征 真核生物的转座因子第一节 DNA的重组 一 概念 DNA 分子内或分子间发生遗传信息的重新组合称为DNA的重组(遗传重组或基因重排)。 重组和突变是产生遗传变异的两大主要因素，但二者的分子机制截然不同：重组是已经存在的遗传信息发生重排，而突变是改变基因组中的碱基。但二者在分子机制上又是相互影响的。 二 DNA重组的意义 对生物进化起着关键作用。能迅速增加群体的遗传多样性(diversity)，使有利突变与不利突变分开，通过优化组合积累有意义的遗传信息；提供修复机制；调节基因表达等。 三 重组主要类型 1 同源重组 2 特异位点重组 3 异常重组 其共同点是双股DNA间的物质交换，但发生的情况不同。1 同源重组 ◎发生在同源序列间的重组称为同源重组(homologous recombination)，又称基本重组。 是最基本的DNA重组方式，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。 ◎ Holliday重组模型 Robin Holliday于1964年提出了重组的杂合DNA模型，又称Holliday模型。该模型对重组过程的解释如下：同源的非姐妹染色单体联会；同源非姐妹染色单体DNA中两个方向相同的单链，在DNA内切酶的作用下，在相同位置同时切开；切开的单链交换重接;形成交联桥结构；交联桥沿配对DNA分子“移动”。两个亲本DNA分子间造成一大段异源双链DNA（ Holliday结构）绕交联桥旋转180度；形成Holliday异构体；通过两种方式之一切断DNA单链，若左右切，则形成非重组体，若上下切则形成重组体。 无论Holliday结构断裂是否导致旁侧遗传标记的重组，他们都含有一个异源双链DNA区。 片段重组体拼接重组体◎异源双链与基因转变 异源双链DNA ：由不同亲本双链分子中的互补单链产生碱基配对的双链DNA，在遗传重组中产生。 基因转变：一个基因转变为它的等位基因的遗传学现象。 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识别下不同的酶切/不酶切产生的结果。不同的切除会产生不同的结果。 ××◎细菌的基因转移与重组机制 细菌接合：指通过细菌细胞的直接接触，遗传信息从供体单向转移到受体的过程。 致育因子：能够促使染色体基因转移的接合质粒称为致育因子。简称性因子或F因子。 转化(transformation)：指细菌品系吸收了外源DNA(转化因子)而发生遗传性状改变的现象。具有摄取环境中游离DNA分子能力的细菌称为感受态细胞(competent cell)。 有些细菌在自然条件下就可成为感受态； 在实验室也可用高浓度Ca2+诱导细菌成为感受态。× 转导作用:当病毒从被感染的供体细胞释放出来﹑再次感染另一细胞时,发生在供体细胞和受体细胞之间的DNA转移及基因重组. 细菌的融合(transduction)：细菌细胞膜融合导致的基因转移和重组叫细胞融合。整合 ◎同源重组的酶学机制 DNA分子之间的交换仅涉及DNA分子重组机制和限制区域的这一部分，而不是整个染色体。 有三种情况:由断裂分子产生的单链与非姊妹染色单体的双链相互作用；单链侵入双链异源双链结构的形成。 以上每一步都需要酶的催化●由断裂分子产生的单链与非姊妹染色单体的双链相互作用 Chi位点和RecBCD核酸酶(外切酶) Chi位点：它由于单个碱基对的改变产生了刺激重组的位点。这一位点是由8个碱基组成的非对称序列：5′GCTGGTGG 3′3′CGACCACC 5′ Chi序列天然存在于大肠杆菌的DNA中,每5-10kb长的序列出现一次. Chi位点是recBCD 编码的RecBCD核酸酶的靶序列RecBCD酶 是一种强的核酸酶，可降解DNA， 具有解旋酶活性，在SSB存在时它可以解开双链； 具有ATPase活性。在重组中的作用是提供带有游离端的单链区。 当RecBCD结合在DNA Chi位点右侧的短裂端时，它沿着DNA移动，使DNA解旋。当到达Chi位点3′端4-6pb时它停顿下来，并切开单链DNA,产生具有3′端的游离单链.引发异源双链的形成.Chi位点的识别导致RecBCD核酸酶失去的活性，但继续发挥其解旋酶的作用。●单链侵入双链 Rec A蛋白与Holliday 中间体的形成RceA蛋白有两个主要功能： 诱发SOS反应； 促进DNA单链的同化,即单链与同源双链发生链的交换。　 RecA能使单链DNA取代双链分子中同源的链，一般要具备三个条件：①其中一个DNA分子必须要有一个单链区域；②其中一个DNA分子必须要有一个游离的3′末端；③此单链区域和3