第三章基因重組ppt課件

1、歡 迎第三章 可挪動(dòng)的遺傳因子和染色體外的遺傳因子第一節(jié) 轉(zhuǎn)座子第二節(jié) 質(zhì)粒第三節(jié) 遺傳重組根本要求1.掌握轉(zhuǎn)座子的定義 2.了解轉(zhuǎn)座子機(jī)制 3.掌握質(zhì)粒相關(guān)特性4.掌握同源重組的模型，位點(diǎn)特異性重組 5.重點(diǎn)掌握相關(guān)定義 第一節(jié) 轉(zhuǎn)座子一.轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)二.轉(zhuǎn)座子的定義與構(gòu)造特征三.轉(zhuǎn)座子機(jī)制四.轉(zhuǎn)座效應(yīng)五.逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子DNA transposable element一.轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)1951年，在冷泉港生物學(xué)專(zhuān)題討論會(huì)上，麥克林托克遞交了本人的學(xué)術(shù)論文，向科學(xué)界同行報(bào)告了她的新實(shí)際。她提出遺傳基因可以轉(zhuǎn)移，能從染色體的一個(gè)位置跳到另一個(gè)位置，甚至從一條染色體跳到另一條染色體上。她把這種能自發(fā)轉(zhuǎn)

2、移的遺傳基因稱為“轉(zhuǎn)座因子 。 “轉(zhuǎn)座因子除了具有跳動(dòng)的特性之外，還具有控制其他其因開(kāi)閉的作用，因此“轉(zhuǎn)座因子又可叫做“控制因子。轉(zhuǎn)座實(shí)際不被接受在當(dāng)時(shí)，占統(tǒng)治位置的染色體遺傳學(xué)實(shí)際以為，生物細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)比較穩(wěn)定，遺傳基因以一定的順序在染色體上作線性陳列，彼此之間的間隔也非常穩(wěn)定。常規(guī)的交換和重組只發(fā)生在等位基因之間，并不擾亂這種間隔。除了在顯微鏡下可見(jiàn)的、發(fā)生頻率極為稀少的染色體倒位和相互易位等畸變可以改動(dòng)基因的位置外，人們還從未認(rèn)識(shí)到，也難以想象出基因會(huì)從一處騰躍到另一處。終被接受整個(gè)70年代，分子遺傳學(xué)家找到了愈來(lái)愈多的可挪動(dòng)的或可轉(zhuǎn)移的遺傳因子， 又稱之為“騰躍基因 。這些因子不僅

3、存在于細(xì)菌中，同時(shí)也存在于較高等的動(dòng)物中。麥?zhǔn)系膶?shí)際又得到了進(jìn)一步的驗(yàn)證。 麥克林托克30年代初做出的發(fā)現(xiàn)、40年代提出的實(shí)際，到60年代末終于被重新提起，80年代初為科學(xué)界普遍接受。她走在時(shí)代前面四十年，同時(shí)也為此冷落斗爭(zhēng)了四十年。 二.轉(zhuǎn)座子的定義與構(gòu)造特征DNA的轉(zhuǎn)座，或稱移位transposition，是由可移位因子transposable element介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排景象。曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座這一命名并不非常準(zhǔn)確，由于在轉(zhuǎn)座過(guò)程中，可移位因子的一個(gè)拷貝經(jīng)常留在原來(lái)位置上，在新位點(diǎn)上出現(xiàn)的僅僅是拷貝。因此，轉(zhuǎn)座有別于同源重組，它依賴于DNA的復(fù)制。轉(zhuǎn)座子的定義在原核生物和真核生物基因組中,

4、存在著可以從一個(gè)部位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位的一些DNA序列,這些DNA序列就稱為轉(zhuǎn)座子(transposon)。轉(zhuǎn)座子的分類(lèi)和構(gòu)造特征簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座子insertion sequence，IS 常被稱為插入序列。它們是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞常帶有少于10個(gè)IS序列。轉(zhuǎn)座子經(jīng)常被定位到特定的基因中，呵斥該基因突變。IS序列都是可以獨(dú)立存在的單元，中間帶有介導(dǎo)本身挪動(dòng)的轉(zhuǎn)座酶,兩端帶有反向反復(fù)序列.原核生物的轉(zhuǎn)座子-插入序列IS轉(zhuǎn)座子的分類(lèi)和構(gòu)造特征復(fù)合式轉(zhuǎn)座子composite transposon是一類(lèi)帶有某些抗藥性基因的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個(gè)一樣或高度同源的IS序列，闡明I

5、S序列插入到某個(gè)功能基因兩端時(shí)就能夠產(chǎn)生復(fù)合轉(zhuǎn)座子。IS ISResistance Gene(s)復(fù)合轉(zhuǎn)座子Tn轉(zhuǎn)座子A家族(TnA)是一類(lèi)除了和它的轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因外,還帶有其它基因的轉(zhuǎn)座子. TnA長(zhǎng)約5kb,兩端具有ITR(38bp),而不是IS,中部的編碼區(qū)不僅編碼抗性標(biāo)志,還編碼轉(zhuǎn)座酶和解離酶.靶點(diǎn)(5bp)的選擇有區(qū)域傾向性,但在優(yōu)先區(qū)域內(nèi)選擇是隨機(jī)的.轉(zhuǎn)座噬菌體是一種以溶菌和溶源周期性交替方式生長(zhǎng)的噬菌體,它不象 噬菌體那樣有一定的整合位點(diǎn).Mu噬菌體的整合特征將在基因表達(dá)與調(diào)控一章講解.三. 轉(zhuǎn)座子機(jī)制轉(zhuǎn)座時(shí)發(fā)生的插入作用有一個(gè)普遍的特征，那就是受體分子中有一段很短的3-12

6、bp、被稱為靶序列的DNA會(huì)被復(fù)制，使插入的轉(zhuǎn)座子位于兩個(gè)反復(fù)的靶序列之間。不同轉(zhuǎn)座子的靶序列長(zhǎng)度不同。三種不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)座1復(fù)制型轉(zhuǎn)座replicative transposition作為本身挪動(dòng)的一個(gè)部分，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，一個(gè)拷貝依然保管在原來(lái)的位置上，而另一個(gè)那么插入到一個(gè)新的部位，這樣轉(zhuǎn)座過(guò)程伴隨著轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)的添加。2 非復(fù)制型轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座元件作為一個(gè)物理實(shí)體直接由一個(gè)部位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位。 IS序列、Mu及Tn5等都以這種方式進(jìn)展轉(zhuǎn)座。3保守型轉(zhuǎn)座保守型轉(zhuǎn)座是另一種非復(fù)制型的轉(zhuǎn)座過(guò)程，該過(guò)程中轉(zhuǎn)座元件從供體部位被切除并經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)程插入到靶部位，在該過(guò)程中每個(gè)核苷鍵皆被保管。該轉(zhuǎn)座過(guò)程與

7、的整合機(jī)制類(lèi)似，并且轉(zhuǎn)座酶與整合酶家族有關(guān)。轉(zhuǎn)座的機(jī)制：復(fù)制型轉(zhuǎn)座需求交融構(gòu)成共合體A. 切開(kāi)： 轉(zhuǎn)座酶識(shí)別受體的靶序列，在兩條單鏈上均切開(kāi)，構(gòu)成粘性末端；識(shí)別本身的反向反復(fù)序列，在3端切開(kāi)。B. 銜接：供體和受體結(jié)合構(gòu)成不完好共聯(lián)體，留下缺口。C. 復(fù)制：DNA聚合酶補(bǔ)齊缺口，再銜接構(gòu)成完好的共聯(lián)體，具有反復(fù)序列。D. 重組：在特定位點(diǎn)進(jìn)展重組，共聯(lián)體分別：留下原來(lái)的轉(zhuǎn)座子；并在靶序列上插入轉(zhuǎn)座子，兩端有同向反復(fù)序列。非復(fù)制型轉(zhuǎn)座斷裂和重接反響 使靶重構(gòu)。供體堅(jiān)持裂缺。不構(gòu)成共合體。 Tn10轉(zhuǎn)座需求的酶及轉(zhuǎn)座頻率的控制四. 轉(zhuǎn)座效應(yīng) 轉(zhuǎn)座引起插入突變 轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因 轉(zhuǎn)座產(chǎn)生的染色體畸變

8、 轉(zhuǎn)座引起的生物進(jìn)化.五.逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子關(guān)于逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的內(nèi)容將在復(fù)制一章講解。逆轉(zhuǎn)錄病毒的轉(zhuǎn)座請(qǐng)看視頻。第二節(jié) 質(zhì)粒一.質(zhì)粒的定義二.質(zhì)粒的類(lèi)型三.質(zhì)粒的特性四.特殊細(xì)菌質(zhì)粒 一.質(zhì)粒的定義1.1 定義和命名質(zhì)粒是染色體以外能自主復(fù)制的遺傳因子，不具有胞外期，對(duì)寄主細(xì)胞來(lái)說(shuō)是非必需的，符合這三條規(guī)范的染色體外DNA或RNA分子都可以稱為質(zhì)粒。狹義的質(zhì)粒普通是指細(xì)菌染色體外的環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒的命名：一個(gè)小寫(xiě)字母 p 加 2-3 個(gè)大寫(xiě)字母和數(shù)字，如 pJP4，pDTG1。 1.2 細(xì)菌質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞中染色體以外的共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子 (cccDNA)。根據(jù)質(zhì)?？刂频男誀?，可以把細(xì)菌質(zhì)粒分成

9、抗性質(zhì)粒、降解質(zhì)粒、毒力質(zhì)粒和共生質(zhì)粒等類(lèi)型。 1.3 真核生物的DNA質(zhì)粒 環(huán)狀DNA質(zhì)粒：酵母2mm質(zhì)粒，植物線立體中的環(huán)狀DNA質(zhì)粒，人和動(dòng)物的核DNA質(zhì)粒等，它們都是不知其功能的隱蔽質(zhì)粒。 線狀DNA質(zhì)粒：乳酸克魯維酵母的嗜殺線狀DNA質(zhì)粒，植物線粒體中與雄性不育有關(guān)的線狀DNA質(zhì)粒。1.4 真核生物的RNA質(zhì)粒有殼體的dsRNA質(zhì)粒：由蛋白質(zhì)殼體包裹，存在于某些真菌和植物細(xì)胞中，由于它們酷似病毒，所以也常被稱作真菌病毒和植物隱蔽病毒，或稱類(lèi)病毒顆粒，典型代表是釀酒酵母的嗜殺dsRNA質(zhì)粒。與RNA病毒的主要區(qū)別是它們不具有感染性無(wú)殼體的dsRNA質(zhì)粒：存在于脂質(zhì)小囊中的栗疫菌減毒ds

10、RNA質(zhì)粒，玉米線粒體中與雄性不育有關(guān)的dsRNA質(zhì)粒。 二. 質(zhì)粒的分類(lèi)：根據(jù)質(zhì)粒能否經(jīng)過(guò)細(xì)菌的接協(xié)作用進(jìn)展傳送 1接合性質(zhì)粒 2非接合性質(zhì)粒根據(jù)質(zhì)粒在細(xì)菌內(nèi)拷貝數(shù)多少 1嚴(yán)緊型質(zhì)粒 2松弛型質(zhì)粒根據(jù)相容性 1相容性幾種質(zhì)粒同時(shí)共存于同一菌體內(nèi) 2不相容性不能同時(shí)共存 可借此對(duì)質(zhì)粒進(jìn)展分組、分群特殊細(xì)菌質(zhì)粒1F質(zhì)粒致育因子 Tra區(qū)：編碼轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白；合成性纖毛 2R質(zhì)?？顾幰蜃?-RTF基因抗性轉(zhuǎn)移因子 -抗性決議子 抗抗生素、抗藥、抗種金屬3Col質(zhì)粒大腸桿菌素因子 -產(chǎn)大腸桿菌素 細(xì)菌素：由細(xì)菌質(zhì)粒編碼產(chǎn)生的只能 抑制或殺滅近緣細(xì)菌或同種 不同菌株的蛋白質(zhì)。4致病性質(zhì)粒： -腸毒素、內(nèi)

11、毒素E.Coli -溶血素、腸毒素S.aureus5共生固氮質(zhì)粒： -結(jié)瘤基因nod -固氮基因nif6隱蔽質(zhì)粒：未有明確表型 具有自我復(fù)制的才干拷貝數(shù)低者，復(fù)制往往與染色體的復(fù)制同步，稱為嚴(yán)密型質(zhì)粒?？截悢?shù)高者，與染色體的復(fù)制不相關(guān)，稱松弛型質(zhì)粒。 編碼的基因產(chǎn)物能賦予細(xì)菌某些特性非細(xì)菌生命活動(dòng)不可短少的三. 質(zhì)粒DNA的特征 質(zhì)?？勺孕袉适c消除 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性 質(zhì)粒的相容性與不相容性兩種構(gòu)造類(lèi)似親密相關(guān)的質(zhì)粒不能穩(wěn)定共存于一個(gè)宿主菌的景象稱為質(zhì)粒的不相容性。幾種不同的質(zhì)粒同時(shí)共存于一個(gè)菌細(xì)胞內(nèi)那么稱相容性。第三節(jié) 遺傳重組一.同源重組二.位點(diǎn)特異性重組三.等位基因間重組遺傳重組引言DNA分

12、子內(nèi) 或分子間發(fā)生遺傳信息的重新組合，稱為遺傳重組 (genetic recombination),或者基因重排(gene rearrangement) 。重組產(chǎn)物為重組體DNA (recombinant DNA) 。DNA的重組廣泛存在于各類(lèi)生物。真核生物基因間重組多發(fā)生在減數(shù)分裂(meiosis)時(shí)同源染色體之間的交換(crossover) 。細(xì)菌及噬菌體的基因組為單倍體，來(lái)自不同親代兩組DNA之間可經(jīng)過(guò)多種方式進(jìn)展遺傳重組。遺傳重組總結(jié)遺傳重組：呵斥基因型變化的基因交流過(guò)程。發(fā)生：減數(shù)分裂性細(xì)胞內(nèi)，體細(xì)胞地點(diǎn)： 核基因間，葉綠體基因間，線粒體基因間；前提條件：不同基因型的遺傳物質(zhì)彼此可以

13、轉(zhuǎn)移。作用： 保證了遺傳多樣性,為選擇奠定了物質(zhì)根底,使生物得以進(jìn)化開(kāi)展，與突變一同是變異的來(lái)源DNA重組對(duì)生物進(jìn)化起著關(guān)鍵的作用。生物進(jìn)化是生物隨時(shí)間發(fā)生變化和多樣化的過(guò)程。生物進(jìn)化以不斷產(chǎn)生可遺傳的變異為根底。首先有突變和重組，由此產(chǎn)生遺傳的變異，然后才有遺傳漂變(genetic drift)和自然選擇(natural selection)，才有進(jìn)化?？蛇z傳變異的根本緣由是突變。然而，突變的機(jī)率很低，而且多數(shù)突變是有害的。假設(shè)生物只需突變沒(méi)有重組，在積累具有選擇優(yōu)勢(shì)的突變同時(shí)不可防止積累許多難以擺脫的不利突變，有利突變將隨不利突變一同被淘汰，新的優(yōu)良基因就不能夠出現(xiàn)。重組的意義在于，它能迅

14、速添加群體的遺傳多樣性(diversity)；使有利突變與不利突變分開(kāi)(separation)；經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合(optimization)積累有意義的遺傳信息。遺傳重組的生物學(xué)意義遺傳重組主要類(lèi)型：(根據(jù)對(duì)DNA序列和所需蛋白質(zhì)因子的要求) 同源重組 位點(diǎn)專(zhuān)注性重組 轉(zhuǎn)座重組 異常重組 其共同點(diǎn)是雙股DNA間的物質(zhì)交換，但發(fā)生的情況不同。發(fā)生在同源序列間的重組稱為同源重組(homologous recombination)，又稱根本重組。是最根本的DNA重組方式，經(jīng)過(guò)鏈的斷裂和再銜接，在兩個(gè)DNA分子同源序列間進(jìn)展單鏈或雙鏈片段的交換。真核生物非姊妹染色單體的交換，姊妹染色單體的交換，細(xì)菌及某些

15、低等真核生物的轉(zhuǎn)化，細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等都屬于這類(lèi)型。一、同源重組同源重組的Holliday模型Robin Holliday于1964年提出了重組的雜和DNA模型，又稱Holliday模型。該模型對(duì)重組過(guò)程的解釋如下：A、同源的非姐妹染色單體聯(lián)會(huì)；B：同源非姐妹染色單體DNA中兩個(gè)方向一樣的單鏈，在DNA內(nèi)切酶的作用下，在一樣位置同時(shí)切開(kāi)；C：切開(kāi)的單鏈交換重接;D：構(gòu)成交聯(lián)橋構(gòu)造；E：交聯(lián)橋沿配對(duì)DNA分子“挪動(dòng)。兩個(gè)親本DNA分子間呵斥一大段異源雙鏈DNA Holliday構(gòu)造F：繞交聯(lián)橋旋轉(zhuǎn)1800；G：構(gòu)成Holliday異構(gòu)體；H、經(jīng)過(guò)兩種方式之一切斷DNA單鏈，假設(shè)左右切，那么構(gòu)成非

16、重組體，假設(shè)上下切那么構(gòu)成重組體。HOLLIDAY模型Holliday模型可以較好解釋同源重組景象，但也存在問(wèn)題。該模型以為進(jìn)展重組的兩個(gè)DNA分子在開(kāi)場(chǎng)時(shí)需求在對(duì)應(yīng)鏈一樣位置上發(fā)生斷裂。DNA分子單鏈斷裂是經(jīng)常發(fā)生的事，但很難想象兩個(gè)分子何以能在同一位置發(fā)生斷裂。Meselson M和Radding C對(duì)此提出了修正意見(jiàn)，他們以為同源DNA分子中只需一個(gè)分子發(fā)生單鏈斷裂，隨后單鏈入侵另一DNA分子的同源區(qū)，呵斥鏈的置換，被置換的鏈再切斷并與最初斷鏈銜接，即構(gòu)成Holliday中間體。Meselson-Radding模型 Holliday模型中為對(duì)稱的雜合雙鏈，而實(shí)踐情況有不均等分別景象，19

17、75年Meselson-Radding 提出模型解釋這種不對(duì)稱重組景象： 1.單鏈切斷 2.鏈置換 3.單鏈入侵 4.泡切除 5.鏈同化碎鏈吸收 6.異構(gòu)化Holliday 7.分支遷移 內(nèi)切酶 (RecBCD)DNA侵?jǐn)_(RecA)分支遷移 (RuvAB) 內(nèi)切酶(recBCD) DNA 銜接酶535353535353535353535353535333535335535353Holiday中間體53535353目 錄Holiday中間體535353535355533355553333555533335555333355553333內(nèi)切酶(ruvC)內(nèi)切酶(ruvC) DNA銜接酶 DNA銜

18、接酶交互重組拼接重組目 錄旋轉(zhuǎn)雙鏈斷裂重組模型更多的現(xiàn)實(shí)闡明，重組是由雙鏈斷裂所啟動(dòng)。DNA分子雙鏈斷裂才干與同源分子發(fā)生鏈的交換，藉以將同源染色體分配到子代細(xì)胞中去。雙鏈斷裂啟動(dòng)重組細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組 細(xì)菌可以經(jīng)過(guò)多種途徑進(jìn)展細(xì)胞間基因轉(zhuǎn)移，細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移主要有四種機(jī)制：接合(conjugation)、轉(zhuǎn)化(transformation)、轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)和細(xì)胞交融(cell fusion)。1細(xì)菌的接協(xié)作用細(xì)菌的細(xì)胞相互接觸時(shí)遺傳信息可以由一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞，稱為接協(xié)作用。供體細(xì)胞被定義為雄性，受體細(xì)胞為雌性。經(jīng)過(guò)接合而轉(zhuǎn)移DNA的才干是由接合質(zhì)粒(conjugat

19、ive plasmid)提供的，與接合功能有關(guān)的蛋白質(zhì)均由接合質(zhì)粒所編碼。F質(zhì)粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+2細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)化遺傳轉(zhuǎn)化(genetic transformation)是指細(xì)菌品系由于吸收了外源DNA(轉(zhuǎn)化因子)而發(fā)生遺傳性狀的改動(dòng)景象。具有攝取周?chē)h(huán)境中游離DNA分子才干的細(xì)菌細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞(competent cell)。很多細(xì)菌在自然條件下就有吸收外源DNA的才干(如固氮菌、鏈球菌、芽孢桿菌、奈氏球菌及嗜血桿菌等) 。目 錄3細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)是經(jīng)過(guò)噬菌體將細(xì)菌基因從供體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞的過(guò)程。轉(zhuǎn)導(dǎo)有兩種類(lèi)型

20、：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)(generalized transduction),是指宿主基因組恣意位置的DNA成為成熟噬菌體顆粒DNA的一部分而被帶入受體菌；局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)(specialized transduction)，某些溫暖噬菌體在裝配病毒顆粒時(shí)將宿主染色體整合部位的DNA切割下來(lái)取代病毒DNA。在上述兩種類(lèi)型中，轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體均為缺陷型，由于都有噬菌體基因被宿主基因所取代。缺陷型噬菌體依然將顆粒內(nèi)DNA導(dǎo)入受體菌，前宿主的基因進(jìn)入受體菌后即可與染色體DNA發(fā)生重組。 轉(zhuǎn)導(dǎo) 接合 轉(zhuǎn)化同源重組的酶學(xué)同源重組需求許多蛋白因子參與,其中編碼這些蛋白質(zhì)的基因有27種,起最主要作用的,并且了解較清楚的的有蛋白質(zhì)R

21、ecBCD,RecA,RuvAB和RuvC.RecBCD酶是一種多功能酶,該酶的亞基分別由基因recB、recC和recD編碼。Rec BCD酶具有三種酶活性： 依賴于ATP的核酸酶活性， ATP依賴的解螺旋酶活性， ATPase活性。當(dāng)DNA分子斷裂時(shí)，它即結(jié)合在其游離端，使DNA雙鏈解旋并降解，解旋所需能量由ATP水解供應(yīng)。及至酶挪動(dòng)到chi位點(diǎn)(5GCTGGTGG3)，在其3側(cè)46個(gè)核苷酸處將鏈切開(kāi)，產(chǎn)生具有3末端的游離單鏈。隨后單鏈可參與重組各步驟。大腸桿菌基因組的chi位點(diǎn)，分布在DNA各部位，平均5kb有一個(gè)，成為重組熱點(diǎn)。RecA蛋白在大腸桿菌中，RecA蛋白參與重組是最關(guān)鍵的步

22、驟。RecA有兩個(gè)主要的功能：誘發(fā)SOS反響和促進(jìn)DNA單鏈的同化(assimilation)。所謂單鏈同化即是指單鏈與同源雙鏈分子發(fā)生鏈的交換，從而使重組過(guò)程中DNA配對(duì)、Holliday中間體的構(gòu)成，分支挪動(dòng)等步驟得以產(chǎn)生。當(dāng)RecA與DNA單鏈結(jié)合時(shí)，數(shù)千RecA單體協(xié)同聚集在單鏈上，構(gòu)成螺旋狀纖絲(helical filament)。RecF、RecO和RecR蛋白調(diào)理RecA纖絲的裝配和裝配。圖4-3RecA蛋白介導(dǎo)的DNA鏈交換模型 A:DNA鏈交換的側(cè)面觀: 1.RecA蛋白與單鏈DNA結(jié)合；2.復(fù)合物與同源雙鏈DNA結(jié)合；3.入侵單鏈與雙鏈中的互補(bǔ)鏈配對(duì)，同源鏈被置換出來(lái);B:

23、DNA鏈交換過(guò)程RecA蛋白的橫切面 RuvA可識(shí)別Holliday銜接的構(gòu)造；RuvB是一種ATPase，它可發(fā)動(dòng)遷移反響。右圖表示復(fù)合體的功能。RuvA結(jié)合在交換點(diǎn)上的一切4條鏈上。RuvB是六聚體，它圍繞在交換點(diǎn)上游的每一條DNA雙鏈的周?chē)?。ruvC編碼一個(gè)可特異識(shí)別Hollidy分枝構(gòu)造的內(nèi)切酶，該酶可切開(kāi)Holliday 銜接體，解離重組中間體。Rec BCD途徑Rec BCD蛋白在chi位點(diǎn)3側(cè)的一條鏈上產(chǎn)生切口。Rec BCD蛋白同時(shí)具有解螺旋酶的活性，使chi位點(diǎn)附件切口的DNA解鏈單鏈區(qū)被Rec A蛋白和SSB蛋白覆蓋RecA 蛋白使單鏈DNA取代雙鏈DNA中的同源部分 Dl

24、oop區(qū)域的DNA產(chǎn)生切口，新切口的3端 the tail of newly nicked DNA 與另一條DNA的單鏈區(qū)互補(bǔ)配對(duì)DNA銜接酶封鎖切口，構(gòu)成Holliday junctionRuvA 和RuvB發(fā)動(dòng)遷移反響RuvC拆分重組中間體二、 特異位點(diǎn)重組 特異位點(diǎn)重組廣泛存在于各類(lèi)細(xì)胞中，起著非常特殊的作用，彼此有很大的不同。它們的作用包括某些基因表達(dá)的調(diào)理，發(fā)育過(guò)程中程序性DNA重排，以及有些病毒和質(zhì)粒DNA復(fù)制循環(huán)過(guò)程中發(fā)生的整合與切除等。此過(guò)程往往發(fā)生在一個(gè)特定的短的(20200 bp)DNA序列內(nèi)(重組位點(diǎn))，并且有特異的酶(重組酶)和輔助因子對(duì)其識(shí)別和作用。 位點(diǎn)專(zhuān)注性重組/保守性重組 原核生物中最為典型 特點(diǎn)： 供體與受體的特定位點(diǎn)的短同源序列之間。 DNA準(zhǔn)確切割 銜接 噬菌體DNA經(jīng)過(guò)其attP位點(diǎn)和大腸桿菌DNA的attB位點(diǎn)之間專(zhuān)注性重組而實(shí)現(xiàn)整合過(guò)程。條件：一段15bp的同源序列和位點(diǎn)專(zhuān)注性的蛋白質(zhì)因子不能催化其他任何兩條不論是同源的還是非同源序列間的重組，從而保證了噬菌體整合方式的專(zhuān)注性和高度保守性，因此又稱保守性重組。而且這一重組不需求RecA 蛋白質(zhì)的參與.1.噬菌體對(duì)E.coli的整合噬菌體的整合與切除 噬菌體侵入大腸桿菌細(xì)胞后，面臨著裂解生長(zhǎng)還是溶源生長(zhǎng)兩種生活型的選擇，其