DNA重组PPT课件完整版.ppt

DNA重组对生物进化起着关键的作用。生物进化是生物随时间发生变化和多样化的过程。生物进化以不断产生可遗传的变异为基础。

首先有突变和重组，由此产生遗传的变异，然后才有遗传漂变(geneticdrift)和自然选择(naturalselection)，才有进化。可遗传变异的根本原因是突变。然而，突变的机率很低，而且多数突变是有害的。;此外，DNA重组还参与许多重要的生物学过程。它为DNA损伤或复制障碍提供修复机制。某些病毒利用重组将自身的DNA整合到宿主细胞的DNA中。

在基因工程的实验技术中，同源重组可用来进行遗传作图(geneticmapping)、基因敲除(geneknockout)。

DNA重组包括同源重组(homologousrecombination)、位点专一性重组(site-specificrecombination)和转座重组(transpositionrecombination)等类型，以下分别介绍。;6.1同源重组;同源重组的条件

(1)在进行重组的交换区域含有完全相同或几乎完全相同的核苷酸序列；

(2)两个双链DNA分子之间需要相互靠近，并发生互补配对；

(3)需要特定的重组酶(recombinase)催化，但重组酶对碱基序列无特异性；

(4)形成异源双链(heteroduplex)；

(5)发生联会(synapsis)。;联会(synapsis)，亦称配对，指同源染色体两两配对。在细胞减数分裂前期的偶线期，来自父本和母本的同源染色体，两两靠拢进行准确的配对，形成四分体，即一对染色体含有四条染色单体，但仅有两个着丝点，是减数分裂的重要特征。

联会是在减数分裂的偶线期两条同源

染色体侧面紧密相贴并进行配对的现象。

联会染色体间的配对是专一性的,可以同

时发生在分散的几个点上。;6.1.1同源重组的分子机制

6.1.1.1Holliday模型

两条同源DNA分子彼此并排对齐，相互配对DNA中两个方向相同的单链在DNA内切酶的作用下,在相同位置上同时切开。在切口处发生链的交换，形成所谓的Holliday结构(Hollidaystructure)。分支点可以发生移动，称为分支迁移(branchmigration)，分支迁移的结果是在两个DNA分子中形成异源双链区(heteroduplex)，一个DNA分子的一条链上的一部分序列转移到另一个DNA分子中。;Synapsed

chromatids;Recombination

joint;9;;;重组产物

如果切开的链与原来断裂的是同一条链(见Holliday模型左边的产物)，重组体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本DNA，称为片段重组体(patchrecombinant)。

但如切开的链并非原来断裂的链(模型右边产物)，重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA，称为拼接重组体(splicerecombinant)。;13;;图6-1同源重组的Holliday模型;图6-2电镜下的Holliday连接;6.1.1.3双链断裂模型

一个DNA分子上两条链的断裂才启动了链的交换。产生断裂的双链称为受体双链(recipientduplex)，不产生断裂的称为供体双链(donorduplex)。;双链断裂模型;图6-3同源重组的双链断裂模型;6.2位点特异性重组

位点特异性重组是指发生在DNA特异性位点上的重组。参与重组的特异性位点需要专门的蛋白质识别和结合。尽管在许多情况下，它也需要在重组位点具有同源的碱基序列，但同源的碱基序列较短。

位点特异性重组既可发生在2个DNA分子间，也可以发生在1个DNA分子内部。前一种情况通常会导致2个DNA分子间发生整合或基因发生重复，而后一种情况则可能导致缺失或倒位。;图6-10缺失性位点特异性重组和倒位式位点特异性重组图解;位点特异性重组的功能包括：

(1)调节噬菌体DNA与宿主染色体DNA的整合；

(2)调节特定基因的表达；

(3)调节胚胎发育期间程序性的DNA重排。

?噬菌体感染大肠杆菌后，其DNA通过两端的cos位点自我环化，噬菌体必须在裂解途径和