遗传重组机制.pptx

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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: 前一次断裂、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???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

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