同源重組的分子機(jī)制2

上一課重點(diǎn)內(nèi)容回顧連鎖與交換規(guī)律兩點(diǎn)測(cè)交三點(diǎn)測(cè)交

**相關(guān)概念：交換值、重組率、遺傳干涉、并發(fā)系數(shù)、

染色單體干涉等四分子遺傳分析著絲粒作圖兩個(gè)連鎖基因作圖**相關(guān)概念：順序四分子、第一次分裂分離（MI模式）、

第二次分裂分離（MII模式）等第一頁(yè)，共三十七頁(yè)。上一課重點(diǎn)內(nèi)容回顧四分子分析非順序四分子遺傳分析順序四分子遺傳分析著絲粒作圖原理與方法兩個(gè)基因作圖原理與方法相關(guān)概念：四分子、順序四分子、第一次分裂分離(MI模式)、第二次分裂分離(MII模式)、子囊型(PD、NPD和T)第二頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制第六章同源重組的分子機(jī)制第三頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)同源重組的分子機(jī)制同源重組：依賴大范圍的DNA同源序列的聯(lián)會(huì)，重組過(guò)程中，兩個(gè)染色體或DNA分子交換對(duì)等的部分。

例：同源染色體非姐妹單體交換；細(xì)菌的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合；噬菌體的重組…一、概念條件：2個(gè)DNA分子序列同源；不同物種同源重組所需的最小的同源序列不同；第四頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)解釋同源重組分子機(jī)制的模型：斷裂和重接模型

1937年，Darlington提出；模板選擇復(fù)制模型（copychoice）

BellingJ.首先提出，1933年又撤回；

1948年，Hershey再次提出；霍利迪(Holliday)模型

1964年RobinHolliday提出；

Meselson-Radding模型

1975年MeselsonRadding提出；同源重組的分子機(jī)制第五頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第四章同源重組的分子機(jī)制第六頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制斷裂重接模型和模板選擇復(fù)制模型存在的問(wèn)題斷裂重接模型：不能解釋基因轉(zhuǎn)變和極化子現(xiàn)象；模板選擇復(fù)制模型：

(1)違背了半保留復(fù)制；

(2)DNA復(fù)制在S期，重組在偶線期，不應(yīng)同時(shí)發(fā)生；

(3)不能解釋3線和4線交換；第七頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制二、Holliday模型依據(jù)：基因轉(zhuǎn)變證據(jù)：細(xì)菌重組chi結(jié)構(gòu)第八頁(yè)，共三十七頁(yè)。(一)、過(guò)程1.同源的非姐妹染色單體聯(lián)會(huì);2.DNA內(nèi)切酶在非姐妹染色單體的相同位置同時(shí)切開(kāi)兩個(gè)方向相同的一條單鏈；3.切開(kāi)的單鏈交換重接;4.形成交聯(lián)橋結(jié)構(gòu)；5.分支遷移：形成一大段異源雙鏈DNA(Holliday結(jié)構(gòu))6.繞交聯(lián)橋旋轉(zhuǎn)1800，形成Holliday異構(gòu)體；7.切開(kāi)與重接：左右切，形成非重組體上下切，形成重組體。12345

67旋轉(zhuǎn)1800

無(wú)論Holliday結(jié)構(gòu)斷裂是否導(dǎo)致旁側(cè)遺傳標(biāo)記的重組，它們都含有一個(gè)異源雙鏈區(qū)。第九頁(yè)，共三十七頁(yè)。第十頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制支持Holliday遺傳重組模型的證據(jù)：

1、形態(tài)學(xué)上，Holliday中間體(Chi結(jié)構(gòu))的電鏡照片；第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制

兩個(gè)環(huán)狀DNA分子配對(duì)、斷裂、重接形成“8”字型結(jié)構(gòu)中間物，根據(jù)切割的位置不同，可分別形成兩個(gè)親本環(huán)、大的單體環(huán)或者是滾環(huán)結(jié)構(gòu)，也可以形成“χ”結(jié)構(gòu)。Holliday模型同樣適用于環(huán)狀DNA間的重組第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制2第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制支持Holliday遺傳重組模型的證據(jù)：

1、形態(tài)學(xué)上，Holliday中間體(Chi結(jié)構(gòu))的電鏡照片；

2、異源雙鏈形成時(shí)，產(chǎn)生堿基錯(cuò)配導(dǎo)致與重組相關(guān)聯(lián)的基因轉(zhuǎn)變的發(fā)生；第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制1、異常分離與基因轉(zhuǎn)變粗糙脈孢菌：

pdxp：酸度敏感的VB6依賴型

pdx：酸度不敏感的VB6依賴型(二)、基因轉(zhuǎn)變及其分子機(jī)理第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制

+pdxp

×

pdx+孢子對(duì)子囊①②③④1

+pdxppdx+

++pdx+2

++pdx+

+pdxp

+pdxp3+pdxp

++pdx+

++4pdx+

+pdxppdx+pdx+585個(gè)子囊中?第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。-

+-

++++

--

+-

++++

--

+-

++++

--

+-

++++

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++++

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+--+++

--

+-

++-+

-基因轉(zhuǎn)變(geneconversion)：一個(gè)基因轉(zhuǎn)變?yōu)樗牡任换虻倪z傳學(xué)現(xiàn)象（源于基因內(nèi)重組）。第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。糞生糞殼菌(Olive):g+×g-+-+++++-6:2(或2:6)+-++++--5:3(或3:5)+-+++---3:1:1:3+++-++?-+??-半染色單體轉(zhuǎn)變?nèi)旧珕误w轉(zhuǎn)變120/200000100/20000016/200000第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制①在5：3和6：2分離的子囊中，約有30%也在g基因兩側(cè)發(fā)生重組；②發(fā)生基因轉(zhuǎn)變的子囊中，基因轉(zhuǎn)變和遺傳重組都發(fā)生于同樣的兩個(gè)染色單體上的子囊的比例高達(dá)90%；2、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制基因轉(zhuǎn)變的實(shí)質(zhì)：重組過(guò)程中留下的局部異源雙鏈區(qū)，在細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)識(shí)別下不同的修復(fù)產(chǎn)生的結(jié)果；第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)。第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。ababABABCTGA異源雙鏈區(qū)D/dD/d左右切第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。aBaBAbAbTCGA異源雙鏈區(qū)D/dD/d上下切第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制AAaaGACTBBbbAAaabbBBGATC第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制Holliday模型中，由于重組而產(chǎn)生的異源雙鏈區(qū)存在不配對(duì)堿基，可被細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)能夠識(shí)別并以一條鏈為模板進(jìn)行切除修復(fù)：(1).兩個(gè)雜種分子均未得到校正，有絲分裂后分離形成4:4或3:1:1:3的異常孢子分離比，屬于半染色單體轉(zhuǎn)變；(2).一個(gè)雜種分子得到校正，另一條未校正，有絲分裂后分離形成5:3或3:5的分離比，屬于半染色單體轉(zhuǎn)變；(3).兩個(gè)雜種分子都被校正到同一種類型，有絲分裂后分離形成6:2或2:6的分離比，屬于染色單體轉(zhuǎn)變；(4).兩個(gè)雜種分子都被校正到不同類型，有絲分裂后分離形成4:4分離比，未出現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變；第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制Holliday模型中為對(duì)稱的雜合雙鏈，而實(shí)際情況有不均等分離現(xiàn)象，1975年Meselson-Radding提出模型解釋這種不對(duì)稱重組現(xiàn)象；三、Meselson–Radding模型第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。修復(fù)校正：若一個(gè)雜種分子被校正為野生型(突變型)，另一個(gè)未被校正第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。＞＞+/++/g+/g

g/g++++g+gg++g+++

gg修復(fù)校正：若一個(gè)雜種分子被校正為野生型，另一個(gè)未被校正+++g++gg+++++ggg三型子囊四型子囊第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)。＞＞+/++/g+/g

g/g++g+gggg++gg+g

gg修復(fù)校正：若一個(gè)雜種分子被校正為突變型，另一個(gè)未被校正++ggg+gg+++ggggg三型子囊四型子囊第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。Meselson-Radding模型困難非對(duì)稱的異源雙鏈區(qū)對(duì)稱的異源雙鏈區(qū)第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制負(fù)干涉：兩個(gè)鄰近基因，或者是同一基因不同突變點(diǎn)間，雙交換的頻率比預(yù)期高，并發(fā)系數(shù)C>1，即一個(gè)區(qū)域的交換引起鄰近區(qū)域交換的增加；局部負(fù)干涉：有些噬菌體、細(xì)菌或真菌的某些局部位點(diǎn)明顯的出現(xiàn)負(fù)干涉的現(xiàn)象；(五)基因轉(zhuǎn)變與高度負(fù)干涉基因轉(zhuǎn)變時(shí)的高度負(fù)干涉：伴隨重組的基因轉(zhuǎn)換常常能模仿雙交換的結(jié)果，仿佛是一次交換增加了附近基因交換的幾率；第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制共轉(zhuǎn)變：子囊中幾個(gè)相近位點(diǎn)同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象；m1+m1+m1+m1+m1+++m1++m2+m2+m2m1++m2+m2+m2+m2+m2未轉(zhuǎn)變單轉(zhuǎn)變共轉(zhuǎn)變共轉(zhuǎn)變第三十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制極化子：距離單鏈斷裂點(diǎn)的位置越近越容易發(fā)生基因轉(zhuǎn)變，越遠(yuǎn)越不易發(fā)生轉(zhuǎn)變，由此基因轉(zhuǎn)變頻率由高到低形成一個(gè)梯度，染色體上呈現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變極化現(xiàn)象的區(qū)域稱為極化子；m3m2m1m4m5轉(zhuǎn)變頻率單鏈斷裂點(diǎn)第三十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)上一課重點(diǎn)內(nèi)容回顧。**相關(guān)概念：交換值、重組率、遺傳干涉、并發(fā)系數(shù)、。**相關(guān)概念：順序四分子、第一次分裂分離（