中山大學分子生物學4-online

二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（1）同源重組的形式常發(fā)生在同源染色體之間（分子間重組），也可發(fā)生在同一DNA分子內(nèi)（分子內(nèi)重組）現(xiàn)在是1頁\一共有35頁\編輯于星期二Examplesofrecombination現(xiàn)在是2頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（2）Holliday模型說明同源重組的一個經(jīng)典模型，基于重組過程中有十字形的中間產(chǎn)物現(xiàn)在是3頁\一共有35頁\編輯于星期二TheHollidaymodelofrecombination現(xiàn)在是4頁\一共有35頁\編輯于星期二ResolutionofaHollidayjunction現(xiàn)在是5頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑存于E.coli中，需要RecBCD蛋白（RecBCDprotein，recB、recC、recD基因的產(chǎn)物）的參與現(xiàn)在是6頁\一共有35頁\編輯于星期二TheRecBCDpathwayofhomologousrecombinationSSB:single-strandedDNA-bindingprotein現(xiàn)在是7頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑RecA38kD的蛋白質(zhì)，具多種功能，其中一種就是在重組中促進同源DNA單鏈的交換（主要是一單鏈與一雙鏈中的同源單鏈交換）；交換過程需ATP現(xiàn)在是8頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑RecBCD一種具多功能的酶依賴于DNA的ATPase（水解ATP，為DNA的解螺旋提供能量）DNAnuclease，可作用于單鏈或雙鏈DNA，切割χ位點（GCTGGTGG）

χ(chi):crossoverhotspotinstigatorDNAhelicase活性RecBCD的切點與底物（序列）有關，可在χ位點3’端4~6nt現(xiàn)在是9頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑RuvA和RuvB兩者均具DNAhelicase活性（RuvB還有ATPase活性），且兩者一起才能與DNA很好地結(jié)合（RuvA先結(jié)合，然后RuvB才能結(jié)合）它們專門與Hollidayjunction這樣一種結(jié)構結(jié)合，促使branchmigration發(fā)生RuvA和RuvB與Hollidayjunction的結(jié)合位置十分特異現(xiàn)在是10頁\一共有35頁\編輯于星期二ThebindingsitesofRuvAandRuvB現(xiàn)在是11頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑RuvC解開Hollidayjunction所需的一種核酸酶，能特異地與Hollidayjunction結(jié)合，并在特異位點切開Hollidayjunction現(xiàn)在是12頁\一共有35頁\編輯于星期二ResolutionofaHollidayjunction現(xiàn)在是13頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（3）RecBCD重組途徑RuvCRuvC是二聚體，有2個活性位點，因此能切開Hollidayjunction中的兩條鏈切割位點必須有特異的序列，因此，必須通過branchmigration到達特異序列后，RuvC才能起作用（Hollidayjunction兩種解開方式的相對多寡取決于兩對同源單鏈上所具有的RuvC切割位點的相對多寡）現(xiàn)在是14頁\一共有35頁\編輯于星期二ConsensussequenceofRuvCcleavagesites現(xiàn)在是15頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（4）減數(shù)分裂重組（meioticrecombination）真核生物中常見的重組，與細菌中的重組有不少相似之處，但在起始的步驟有較大的差異（有DNA雙鏈斷裂，double-strandedDNAbreak）現(xiàn)在是16頁\一共有35頁\編輯于星期二Modelformeioticrecombinationinyeast現(xiàn)在是17頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座2.同源重組（5）基因轉(zhuǎn)換（geneconversion）多見于真核生物當兩相似的序列（等位基因、非等位基因均可）靠在一起時，就有可能發(fā)生基因轉(zhuǎn)換，即一DNA序列轉(zhuǎn)換成另一相似的序列基因轉(zhuǎn)換的機制是基于重組，即先交換一段DNA序列，然后進行修復，就會使某一序列的比例增加現(xiàn)在是18頁\一共有35頁\編輯于星期二Geneconversion

***********************現(xiàn)在是19頁\一共有35頁\編輯于星期二Amodelforgeneconversion現(xiàn)在是20頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座3.位點專一重組（1）噬菌體的整合與切除噬菌體整合到宿主基因組需整合酶（Int，的int基因編碼）及宿主蛋白IHF，并通過同源區(qū)域attP（）與attB（宿主）的重組而達成噬菌體從宿主基因組切除需整合酶（Int）、Xis（的xis基因編碼）及IHF，是整合的逆過程現(xiàn)在是21頁\一共有35頁\編輯于星期二IntegrationandexcisionofDNA

att:attachmentsite現(xiàn)在是22頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座3.位點專一重組（1）噬菌體的整合與切除附著（整合）位點（attsites）attP與attB只在它們的中間區(qū)域有一小段同源序列（15bp，稱為O）；attP的必需序列從–152到+82（以O的中點為0），而attB只需25bp左右的序列（包括中間的O）現(xiàn)在是23頁\一共有35頁\編輯于星期二ProteinbindingsitesinattPandattB現(xiàn)在是24頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座4.轉(zhuǎn)座（1）細菌轉(zhuǎn)座子插入序列（insertionsequences，IS）最簡單的轉(zhuǎn)座子，只含有轉(zhuǎn)座所必需的元件：兩端有反向重復序列（invertedrepeats,15~25bp），中間有編碼轉(zhuǎn)座所需的酶的基因（至少有2個，編碼轉(zhuǎn)座酶，即transposase）插入序列在轉(zhuǎn)座時，其插入位點兩旁會產(chǎn)生一小段正向重復（directrepeats）現(xiàn)在是25頁\一共有35頁\編輯于星期二Transposonscontaininvertedterminalrepeats現(xiàn)在是26頁\一共有35頁\編輯于星期二GenerationofdirectrepeatsinhostDNAflankingatransposon現(xiàn)在是27頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座4.轉(zhuǎn)座（1）細菌轉(zhuǎn)座子帶有抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)座子除了必要的轉(zhuǎn)座元件外，還含有抗生素抗性基因，能賦予其攜帶者某種抗性現(xiàn)在是28頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座4.轉(zhuǎn)座（1）細菌轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座的機制復制性轉(zhuǎn)座（replicativetransposition）轉(zhuǎn)座過程有DNA復制，結(jié)果一個轉(zhuǎn)座子留在原位，另一個插入到新的位點保守性轉(zhuǎn)座（conservativetransposition）轉(zhuǎn)座子離開原位置，插入到新的位點；這種轉(zhuǎn)座又稱非復制性轉(zhuǎn)座（nonreplicativetransposition）現(xiàn)在是29頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座4.轉(zhuǎn)座（2）真核生物的轉(zhuǎn)座子玉米的Ds（dissociation）和Ac（activator）最早發(fā)現(xiàn)（1940s）的轉(zhuǎn)座子，與某些品種的玉米種子上的色斑變化有關（玉米種子的顏色由C基因編碼的因子造成；若C基因突變，就沒有色素產(chǎn)生，種子幾乎白色；若部分細胞產(chǎn)生回復突變，就會在種子上形成顏色斑點）現(xiàn)在是30頁\一共有35頁\編輯于星期二Effectsofmutationsandreversionsonmaizekernelcolor現(xiàn)在是31頁\一共有35頁\編輯于星期二二、重組與轉(zhuǎn)座4.轉(zhuǎn)座（2）真核生物的轉(zhuǎn)座子玉米的Ds（dissociation）和Ac（activator）Ac能自行轉(zhuǎn)座，而Ds必須要有Ac的幫助才能轉(zhuǎn)座Ac或Ds插入到功能基因中，就會使該基因失活現(xiàn)在是32頁\一共有35頁\編輯于星期二Transposableelementscausemutationsandreversionsinmaize現(xiàn)在是33頁\一共有35頁\