第二章DNA與染色體

二、染色體的結(jié)構(gòu)和組成1、染色體概述

染色體(chromosome)之所以稱為染色體，是因為它能被堿性染料染色，而細胞的其他組成分都不能被堿性染料染色的緣故。細胞內(nèi)的DNA主要在染色體上，所以染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。染色體由DNA和蛋白質(zhì)兩大部分組成。本文檔共100頁；當前第1頁；編輯于星期三\11點20分人類的全部染色體本文檔共100頁；當前第2頁；編輯于星期三\11點20分人類基因組各條染色體中堿基對數(shù)量和功能基因數(shù)量對照表（基因組是細胞內(nèi)單套染色體及其上的基因)本文檔共100頁；當前第3頁；編輯于星期三\11點20分

染色體存在于真核細胞內(nèi)的核仁內(nèi)，呈線性結(jié)構(gòu)。細胞分裂時，每條染色體都復(fù)制生成一條與母鏈完全一樣的子鏈，形成同源染色體對。染色體只有在細胞有絲分裂過程中才可見，而在分裂間期，則以松散的染色質(zhì)形式存在于胞核中。原核細胞和真核細胞染色體在結(jié)構(gòu)和組成上均有差別。原核細胞一般情況下只含一條染色體，基因序列與其編碼的蛋白質(zhì)序列基本呈線性對應(yīng)。細菌DNA是一條相對分子質(zhì)量在109左右共價閉合雙鏈分子，通常也稱為染色體。

本文檔共100頁；當前第4頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第5頁；編輯于星期三\11點20分2、真核細胞染色體的組成

2.1染色質(zhì)和核小體

染色質(zhì)的電子顯微鏡圖顯示出由核小體組成的念珠狀結(jié)構(gòu)，可以看到由一條細絲連接著的一連串直徑為10nm的球狀體。核小體是由H2A、H2B、H3、H4各兩個分子生成的八聚體和由大約200bpDNA組成的。

本文檔共100頁；當前第6頁；編輯于星期三\11點20分核小體單元的產(chǎn)生本文檔共100頁；當前第7頁；編輯于星期三\11點20分雙螺旋DNA經(jīng)過一系列包裝成為染色體的過程30nm的染色體結(jié)構(gòu)本文檔共100頁；當前第8頁；編輯于星期三\11點20分2.2染色體中的核酸組成同類生物不同種屬之間DNA總量變化很大橫坐標為C值（value-paradox），指一種生物單倍體基因組DNA的總量。2.2.1不同的生物DNA的量不同本文檔共100頁；當前第9頁；編輯于星期三\11點20分編碼每種生物所需DNA的最低值生物越高等所需DNA的量越大本文檔共100頁；當前第10頁；編輯于星期三\11點20分2.2.2真核細胞的DNA序列大致可分為3類不重復(fù)序列

中度重復(fù)序列

高度重復(fù)序列－－衛(wèi)星DNA編碼rRNA的基因上18S/5.8S/28S/間隔區(qū)組成的單位在DNA鏈上串聯(lián)重復(fù)許多次（中度重復(fù)序列）本文檔共100頁；當前第11頁；編輯于星期三\11點20分鼠染色體經(jīng)原位雜交放射自顯影后示衛(wèi)星DNA的位置（黑色區(qū)域）本文檔共100頁；當前第12頁；編輯于星期三\11點20分2.3染色體中的蛋白質(zhì)染色體上的蛋白質(zhì)包括組蛋白和非組蛋白2.3.1組蛋白（histonesprotein

）組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNA組成核小體。通?？梢杂?mol/LNaCl或0.25mol/L的HCl/H2SO4處理使組蛋白與DNA分開。組蛋白分為H1、H2A、H2B、H3及H4。本文檔共100頁；當前第13頁；編輯于星期三\11點20分H1、H2A、H2B、H3及H4。這些組蛋白都含有大量的賴氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含賴氨酸；H2A、H2B介于兩者之間。本文檔共100頁；當前第14頁；編輯于星期三\11點20分組蛋白的一般特性：進化上的極端保守性——在物種進化的歷程中沒有出現(xiàn)太大的變化。無組織特異性（組織特異性：特定的生物體組織中含有特定的某種組蛋白）肽鏈上氨基酸分布的不對稱性

（堿性氨基酸和酸性氨基酸在其肽鏈上不是均勻或?qū)ΨQ分布）組蛋白的修飾作用——被活性基團修飾。富含賴氨酸的組蛋白H5。本文檔共100頁；當前第15頁；編輯于星期三\11點20分2.3.2非組蛋白（non-histoneprotein，NHP

）是指染色體中組蛋白以外的其它蛋白質(zhì)，它是一大類種類繁雜的各種蛋白質(zhì)的總稱。

非組蛋白的一般特性：非組蛋白的多樣性。非組蛋白的量大約是組蛋白的60%～70%，但它的種類卻很多，約在20-100種之間，其中常見的有15-20種。

非組蛋白的組織專一性和種屬專一性。

本文檔共100頁；當前第16頁；編輯于星期三\11點20分幾類常見的非組蛋白HMG蛋白（highmobilitygroupprotein）。這是一類能用低鹽（0.35mol/LNaCl）溶液抽提、能溶于2%的三氯乙酸、相對分子質(zhì)量較低的非組蛋白，相對分子質(zhì)量都在3.0×104以下。DNA結(jié)合蛋白（與DNA結(jié)合緊密）。用2mol/LNaCl除去全部組蛋白和70%非組蛋白后，還有一部分蛋白必須用2mol/LNaCl和5mol/L尿素才能與DNA解離。這些蛋白分子量較低，約占非組蛋白的20%，染色質(zhì)的8%。

A24非組蛋白。本文檔共100頁；當前第17頁；編輯于星期三\11點20分3、原核生物與真核生物染色體DNA比較1.原核生物中一般只有一條染色體且大都帶有單拷貝基因，只有很少數(shù)基因〔如rRNA基因〕是以多拷貝形式存在；2.

整個染色體DNA幾乎全部由功能基因與調(diào)控序列所組成；3.幾乎每個基因序列都與它所編碼的蛋白質(zhì)序列呈線性對應(yīng)狀態(tài)。

本文檔共100頁；當前第18頁；編輯于星期三\11點20分4、原核生物基因組從基因組的組織結(jié)構(gòu)來看：結(jié)構(gòu)簡練存在轉(zhuǎn)錄單元有重疊基因本文檔共100頁；當前第19頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第20頁；編輯于星期三\11點20分親代雙鏈DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分別以各單鏈DNA分子為模板，聚合與自身堿基可以互補配對的游離的dNTP,合成出兩條與親代DNA分子完全相同的子代DNA分子的過程?！駨?fù)制子（Replicon）；又稱復(fù)制單位或復(fù)制元DNA中含有一定復(fù)制起點和復(fù)制終點的復(fù)制單位1.3萬～90萬不等三、DNA的復(fù)制本文檔共100頁；當前第21頁；編輯于星期三\11點20分●復(fù)制體（Replisome）復(fù)制叉處的許多酶和蛋白組成的復(fù)合體，協(xié)同作用合成DNA本文檔共100頁；當前第22頁；編輯于星期三\11點20分DNA復(fù)制在細胞周期的S期E.coli37℃0.5h105bp/minmammaliancell500-5000bp/min本文檔共100頁；當前第23頁；編輯于星期三\11點20分3.1DNA的半保留復(fù)制

（Semi-ConservationReplication）1958Meselson-stahl設(shè)計的CsCl超離心試驗證實了

DNA復(fù)制的這一特性概念：復(fù)制過程中各以雙螺旋DNA的其中一條鏈為模

板合成其互補鏈，新生的互補鏈與母鏈構(gòu)成子

代DNA分子本文檔共100頁；當前第24頁；編輯于星期三\11點20分15N標記實驗·細胞生長在15N標記培養(yǎng)基中·轉(zhuǎn)入正常N源培養(yǎng)基中·分離各代DNA·分析各代DNA的浮力密度15N標記DNA未標記DNACsCL密度梯度離心浮力密度N15－DNA1.742g/mlN15－N14－DNA1.717g/mlN14－DNA1.710g/ml本文檔共100頁；當前第25頁；編輯于星期三\11點20分

3.2復(fù)制起點、方向和速度復(fù)制起點（復(fù)制原點）復(fù)制開始處DNA分子的特定位置——復(fù)制叉原核生物（Prokaryote）：單復(fù)制起點即－－整個染色體只有一個復(fù)制單位（復(fù)制子）

本文檔共100頁；當前第26頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第27頁；編輯于星期三\11點20分領(lǐng)頭鏈leadingstrand——合成方向與復(fù)制叉解鏈方向相同，并可連續(xù)合成的子鏈。隨從鏈laggingstrand——合成方向與復(fù)制叉解鏈方向相反，并且是不連續(xù)合成的子鏈。

岡崎片段okazakifragment——在DNA復(fù)制過程中，隨從鏈上初合成的不連續(xù)的DNA片段。半不連續(xù)性復(fù)制——在DNA復(fù)制過程中，領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制。

本文檔共100頁；當前第28頁；編輯于星期三\11點20分真核生物（Eukaryote）:多復(fù)制起點即一個genome中有多個復(fù)制單位本文檔共100頁；當前第29頁；編輯于星期三\11點20分Replicationfork本文檔共100頁；當前第30頁；編輯于星期三\11點20分復(fù)制叉（Replicationfork）：染色體中參與復(fù)制的活性區(qū)域，即復(fù)制正在發(fā)生的位點

復(fù)制方向（復(fù)制過程的順序性）復(fù)制眼（replicationeye）：電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的DNA，復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛本文檔共100頁；當前第31頁；編輯于星期三\11點20分真核生物的多復(fù)制子多個復(fù)制眼本文檔共100頁；當前第32頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第33頁；編輯于星期三\11點20分單雙向復(fù)制取決于起點處有一個還是兩個復(fù)制叉

單向復(fù)制

雙向復(fù)制本文檔共100頁；當前第34頁；編輯于星期三\11點20分復(fù)制速度3H標記10min后復(fù)制的長度取消標記后10min復(fù)制的長度標記和取消標記后兩個方向復(fù)制的長度相等雙向等速復(fù)制本文檔共100頁；當前第35頁；編輯于星期三\11點20分3.3DNA復(fù)制的多模式單起點、單方向（原核）多起點、單方向（真核）單起點、雙方向（原核）多起點、雙方向（真核）3.3.1線性DNA雙鏈的復(fù)制本文檔共100頁；當前第36頁；編輯于星期三\11點20分

（1）Theta型復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA的復(fù)制眼可以形成一種θ結(jié)構(gòu)，形狀像希臘字母θ，因而叫θ型復(fù)制。3.3.2環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制本文檔共100頁；當前第37頁；編輯于星期三\11點20分熱鏈（標記鏈）冷鏈（非標記鏈）本文檔共100頁；當前第38頁；編輯于星期三\11點20分

AreplicationeyeformsathetastructureincircularDNA.本文檔共100頁；當前第39頁；編輯于星期三\11點20分(2)滾環(huán)型復(fù)制（rollingcirclereplication）單向復(fù)制的特殊方式大多數(shù)以對稱方式進行——即兩條鏈同時復(fù)制。但也有一定時期內(nèi)DNA只復(fù)制一條鏈的情況。由于復(fù)制時產(chǎn)生的滾環(huán)結(jié)構(gòu)形狀象σ，又稱σ復(fù)制

病毒、細菌因子

本文檔共100頁；當前第40頁；編輯于星期三\11點20分（3）置換式（Displacementform）又稱D環(huán)復(fù)制

兩條鏈的合成高度不對稱,一條鏈迅速合成出互補鏈,另一條則形成游離的單鏈環(huán)(D-環(huán))線粒體和葉綠體DNA的復(fù)制方式本文檔共100頁；當前第41頁；編輯于星期三\11點20分3.4原核生物DNA復(fù)制的特點（大腸桿菌：雙鏈環(huán)狀）?四個9bp的重復(fù)序列dnaA結(jié)合位點?三個13bp的重復(fù)序列DNA復(fù)制的起始區(qū)本文檔共100頁；當前第42頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第43頁；編輯于星期三\11點20分（1）DNA雙螺旋的解旋在多種蛋白質(zhì)及酶的參與下DNA雙鏈解開，形成復(fù)制叉的復(fù)雜過程。重要的酶和蛋白質(zhì)：本文檔共100頁；當前第44頁；編輯于星期三\11點20分（2）DNA復(fù)制的引發(fā)DNARNA引物新DNA鏈先導(dǎo)鏈需一個引物RNA鏈，而滯后鏈需要若干引物RNA。引發(fā)前體引發(fā)酶共同作用引發(fā)體RNA引物新DNA鏈本文檔共100頁；當前第45頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第46頁；編輯于星期三\11點20分（3）DNA復(fù)制的終止本文檔共100頁；當前第47頁；編輯于星期三\11點20分

DNA聚合酶（DNApolymerase）是細胞復(fù)制DNA的重要作用酶。DNA聚合酶,以DNA為復(fù)制模板，將DNA由5'端點開始復(fù)制到3'端的酶。DNA聚合酶的主要活性是催化DNA的合成（在具備模板、引物、dNTP等的情況下）及其相輔的活性。DNA聚合酶本文檔共100頁；當前第48頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第49頁；編輯于星期三\11點20分3.5真核生物DNA復(fù)制的特點本文檔共100頁；當前第50頁；編輯于星期三\11點20分3.6DNA復(fù)制的調(diào)控復(fù)制叉數(shù)量決定復(fù)制起始頻率，復(fù)制起始頻率受控于蛋白質(zhì)和RNA。本文檔共100頁；當前第51頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第52頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第53頁；編輯于星期三\11點20分四、DNA的修復(fù)（DNArepairing）

是細胞對DNA受損傷后的一種反應(yīng)，這種反應(yīng)可能使DNA結(jié)構(gòu)恢復(fù)原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能。但有時并非能完全消除DNA的損傷，只是使細胞能夠耐受DNA的損傷而可以繼續(xù)生存。也許這些未能完全修復(fù)而留存下來的損傷會在適合的條件下顯示出來（如細胞的癌變等），但如果細胞不具備這些修復(fù)功能，就無法對付經(jīng)常發(fā)生的DNA損傷事件，細胞就不能生存。本文檔共100頁；當前第54頁；編輯于星期三\11點20分DNA分子的自發(fā)性損傷1、DNA復(fù)制中的錯誤以DNA為模板按鹼基配對進行DNA復(fù)制是一個嚴格而精確的事件，但也不是完全不發(fā)生錯誤的。2、DNA的自發(fā)性化學(xué)變化生物體內(nèi)DNA分子可以由于各種原因發(fā)生變化，至少有：①堿基的異構(gòu)互變；②堿基的脫氨基作用；③脫嘌呤與脫嘧啶；④堿基修飾與鏈斷裂

本文檔共100頁；當前第55頁；編輯于星期三\11點20分物理因素引起的DNA損傷

1、紫外線引起的DNA損傷當DNA受到最易被其吸收波長（～260nm）的紫外線照射時，主要是使同一條DNA鏈上相鄰的嘧啶以共價鍵連成二聚體。2、電離輻射引起的DNA損傷電離輻射損傷DNA有直接和間接的效應(yīng)，直接效應(yīng)是DNA直接吸收射線能量而遭損傷；間接效應(yīng)是指DNA周圍其他分子（主要是水分子）吸收射線能量產(chǎn)生具有很高反應(yīng)活性的自由基進而損傷DNA。損傷包括：①堿基變化;②脫氧核糖變化;③DNA鏈斷裂;④交聯(lián)。本文檔共100頁；當前第56頁；編輯于星期三\11點20分化學(xué)因素引起的DNA損傷1、烷化劑對DNA的損傷①堿基烷基化;②堿基脫落;③斷鏈;④交聯(lián)2、堿基類似物、修飾劑對DNA的損傷

如:人工可以合成一些堿基類似物用作促突變劑或抗癌藥物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、2-氨基腺嘌呤（2-AP）等。還有一些人工合成或環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)能專一修飾DNA鏈上的堿基或通過影響DNA復(fù)制而改變堿基序列，例如亞硝酸鹽能使C脫氨變成U，經(jīng)過復(fù)制就可使DNA上的G-C變成A-T對。本文檔共100頁；當前第57頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第58頁；編輯于星期三\11點20分DNA損傷的修復(fù)機制:（一）錯配修復(fù)（mismatchrepair）：在含有錯配堿基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢復(fù)的修復(fù)方式。修復(fù)的過程是：識別出正確的鏈，切除掉不正確的部分，然后通過DNA聚合酶和DNA連接酶的作用，合成正確配對的雙鏈DNA。本文檔共100頁；當前第59頁；編輯于星期三\11點20分1、參與錯配修復(fù)的酶與蛋白質(zhì)Dam甲基化酶:使5’-GATC序列中的腺苷酸甲基化，使發(fā)生錯配時修復(fù)。

MutH、MutL、MutS蛋白：DNA錯配修復(fù)蛋白解螺旋酶Ⅱ;DNA聚合酶Ⅲ;外切酶Ⅰ、Ⅹ、Ⅶ；RecJ核酸酶：作用于單鏈DNA，沿5′→3′方向催化去除單磷酸脫氧核苷酸。DNA連接酶（PolⅢ）；DNA復(fù)制所需的一種聚合酶。SSB：一種單鏈結(jié)合蛋白，可以牢牢地結(jié)合在單鏈DNA上，這不但可避免拆開的DNA雙鏈再合攏，也可保護復(fù)制中的DNA單鏈部分不被核酸酶降解。

本文檔共100頁；當前第60頁；編輯于星期三\11點20分MutS識別并結(jié)合于堿基錯配處MutH-MutL二聚體結(jié)合后沿兩個方向移動，形成DNA環(huán)，直至遭遇半甲基化的CTAG。MutH在CTAG的5’-端切開一個切口，核酸外切酶Ⅰ、Ⅶ沿3’→5’方向切除含配錯堿基的新鏈DNA聚合酶Ⅲ補缺，DNA連接酶連接切口。高度耗能的錯配修復(fù)錯配本文檔共100頁；當前第61頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第62頁；編輯于星期三\11點20分(二)堿基的切除修復(fù)（base-excisionrepair）修復(fù)由于堿基變化引起的受損核苷酸。a、堿基脫氨反應(yīng)b、核苷酸脫嘌呤反應(yīng)本文檔共100頁；當前第63頁；編輯于星期三\11點20分(二)堿基的切除修復(fù)（base-excisionrepair）（a）DNA糖基化酶切除損傷的堿基產(chǎn)生無堿基酸（b）無堿基核酸內(nèi)切酶無堿基酸處切開產(chǎn)生切口。（c）DNA聚合酶Ⅰ將無堿基酸切除并填補缺口。（d）DNA連接酶連接切口。AP位點本文檔共100頁；當前第64頁；編輯于星期三\11點20分（三）核苷酸

的切除修復(fù)DNA解螺旋酶本文檔共100頁；當前第65頁；編輯于星期三\11點20分（五）重組修復(fù)又叫復(fù)制后修復(fù)：發(fā)生在復(fù)制之后。復(fù)制時，跳過損傷部位，新鏈產(chǎn)生缺口由母鏈彌補，然后用新合成的序列補上母鏈空缺。原損傷部位并沒有切除,但在后代逐漸稀釋。本文檔共100頁；當前第66頁；編輯于星期三\11點20分（六）DNA的直接修復(fù)本文檔共100頁；當前第67頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第68頁；編輯于星期三\11點20分1、形成嘧啶二聚體2、光復(fù)合酶結(jié)合于損傷部位3、酶被可見光激活4、修復(fù)后酶被釋放DNA紫外線損傷的光復(fù)合酶修復(fù)本文檔共100頁；當前第69頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第70頁；編輯于星期三\11點20分（七）SOS反應(yīng)和誘導(dǎo)修復(fù)（易錯修復(fù)）SOS反應(yīng)：細胞DNA受到嚴重損傷或DNA復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊急狀態(tài)下，為求生存而出現(xiàn)的應(yīng)急反應(yīng)。SOS反應(yīng)包括:避免差錯的修復(fù)能力增強誘導(dǎo)產(chǎn)生無校正功能的DNA聚合酶合成抑制細胞分裂SOS反應(yīng)是生物在不利環(huán)境中求得生存的一種基本功能。對原核生物它產(chǎn)生高變異，對高等動物則是致癌的。本文檔共100頁；當前第71頁；編輯于星期三\11點20分五、DNA重組與轉(zhuǎn)座5.1DNA重組5.1.1概念：是指由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生的DNA片段的交換和重新組合，形成新的DNA分子的過程。5.1.2意義：重組是遺傳學(xué)的靈魂，沒有重組就沒有生物的進化；沒有重組也就沒有現(xiàn)代的分子克隆技術(shù)。本文檔共100頁；當前第72頁；編輯于星期三\11點20分5.2DNA重組的類型5.2.1同源重組（HomologousRecombination）5.2.2位點特異性重組（Site-specificRecombination）本文檔共100頁；當前第73頁；編輯于星期三\11點20分一、概述1、定義：兩個DNA分子同源序列（指從某一共同祖先經(jīng)過趨異進化而形成的不同序列。）之間進行的重組2、條件：（1）兩個DNA分子有同源序列

（相關(guān)的酶可以用任何一對同源序列為底物）（2）兩個DNA分子必須緊密接觸3、發(fā)生：真核生物:非姐妹染色單體交換相對應(yīng)的區(qū)域。原核生物:依賴RecA蛋白（重組蛋白類），并形成Holliday結(jié)構(gòu)。（見下圖）5.2.1同源重組（HomologousRecombination）本文檔共100頁；當前第74頁；編輯于星期三\11點20分切口交叉封口鏈位移彎曲兩臂旋轉(zhuǎn)切開相反鏈切開同一鏈Holiday模型（1964年，美國）

本文檔共100頁；當前第75頁；編輯于星期三\11點20分二、大腸桿菌同源重組的分子基礎(chǔ)（一）RecA1、作用：可促進單鏈同化或單鏈吸收RecA具有使DNA單鏈置換雙鏈中同源鏈的能力2、單鏈同化發(fā)生的三個條件（1）其中一個DNA必須存在單鏈區(qū)（2）其中一個DNA必須有一個自由3’末端（3）此單鏈區(qū)和3’末端必須位于兩分子之間互補的區(qū)域內(nèi)（二）RecBCD復(fù)合體1、酶的活性：（1）核酸酶（2）解旋酶（3）ATPase2、作用：在Chi位點（RecBCD

的靶序列）處產(chǎn)生含3ˊ游離未端單鏈.（見下圖）本文檔共100頁；當前第76頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第77頁；編輯于星期三\11點20分（三）Chi位點——RecBCD識別的靶位點5'GCTGGTGG3'3'CGACCACC5'是重組頻率較高的部位E.coli中每隔約5~10kb有一個拷貝本文檔共100頁；當前第78頁；編輯于星期三\11點20分Holliday結(jié)構(gòu)的形成：1.同源序列排列在一起；2.酶切。通過核酸酶和RecBCD蛋白復(fù)合體的作用在一對同源DNA上產(chǎn)生切口；3.入侵。含有3’端切口的ssDNA（singlestrandDNA）被recA蛋白包裹形成recA蛋白-ssDNA細絲；RecA-ssDNA細絲尋找相對的DNA雙螺旋上的相應(yīng)序列。4.游離端交叉連接，形成Holliday結(jié)構(gòu)5.通過分支遷移產(chǎn)生異源雙鏈DNA。6.空間重排。十字型兩臂旋轉(zhuǎn)180度7.解離(兩種不同方式)8.修補連接本文檔共100頁；當前第79頁；編輯于星期三\11點20分基因敲除技術(shù)(Geneknockouttechnology)——同源重組的應(yīng)用是80年代后期，應(yīng)用DNA同源重組原理發(fā)展起來的一門新技術(shù)。是指對一個結(jié)構(gòu)已知但功能未知的基因，從分子水平上設(shè)計實驗，將該基因去除，或用其它順序相近基因取代，然后從整體上觀察實驗動物，推測相應(yīng)基因的功能。本文檔共100頁；當前第80頁；編輯于星期三\11點20分5.2.2位點特異性重組（Site-specificRecombination）不依賴于DNA順序的同源性，而依賴于能與某些酶相結(jié)合的特異的DNA序列的存在。整合的過程（1）具有對特異性DNA強烈親和力的Int與attP和attB位點結(jié)合。（2）Int的拓撲異構(gòu)酶活性，使兩條雙鏈各自斷開一條單鏈，瞬間旋轉(zhuǎn)然后交換連接。（3）同時在另兩條單鏈之間發(fā)生同樣的斷裂重接，從而完成雙鏈間的重組。本文檔共100頁；當前第81頁；編輯于星期三\11點20分5.3DNA的轉(zhuǎn)座（Transposition）基因組是相對穩(wěn)定的，基因組中的序列通常處于恒定的位置。因此，我們可以通過構(gòu)建遺傳圖譜(geneticmap)來鑒定已知基因的基因座（基因在染色體上所占的位置

）。在分子水平上，每個個體基因組之間的差異主要由重組引起，但轉(zhuǎn)座元件（transposableelement）或轉(zhuǎn)座子（transposons）的存在也可以造成基因組的改變。染色體上的基因座，上方是p臂，下方是q臂。

本文檔共100頁；當前第82頁；編輯于星期三\11點20分5.3.1DNA轉(zhuǎn)座的概念DNA的轉(zhuǎn)座又叫移位，是指DNA從染色體的一個位置跳到另一個位置，甚至從一條染色體跳到另一條染色體。是由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)的重排現(xiàn)象。本文檔共100頁；當前第83頁；編輯于星期三\11點20分5.3.2轉(zhuǎn)座子的概念及發(fā)現(xiàn)◆轉(zhuǎn)座子(transposon或transposableelement，Tn)是基因組內(nèi)相對獨立的、可移動序列，它們不必借用噬菌體或質(zhì)粒的形式就可以從基因組的一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一個部位，這個過程稱為轉(zhuǎn)座.（transposition）?！艮D(zhuǎn)座子每次移動時攜帶著轉(zhuǎn)座必需的基因一起在基因組內(nèi)躍遷，所以轉(zhuǎn)座子又稱跳躍基因（jumpinggene）。本文檔共100頁；當前第84頁；編輯于星期三\11點20分◆轉(zhuǎn)座子是基因組的正常組成成分，不以獨立的形式存在（如噬菌體或質(zhì)粒DNA）。轉(zhuǎn)座的發(fā)生不依賴于轉(zhuǎn)座子和靶位點之間任何的序列同源性，在基因組內(nèi)由一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一個部位?！艮D(zhuǎn)座以很低的頻率發(fā)生，而且轉(zhuǎn)座子的插入是隨機的?！艮D(zhuǎn)座子有時插入到一個結(jié)構(gòu)基因或基因調(diào)節(jié)序列內(nèi)，引起基因表達的改變。本文檔共100頁；當前第85頁；編輯于星期三\11點20分轉(zhuǎn)座子也可以引起基因組序列的重排，它們的移動也和進化有關(guān)轉(zhuǎn)座元件首先是由BarbaraMcClintock于40年代在玉米的遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的，她稱之為控制元件（controllingelement），因為它不僅能夠在基因組內(nèi)轉(zhuǎn)移，而且還能夠改變基因的活性并引起功能的改變。現(xiàn)在認為轉(zhuǎn)座子存在于地球上所有的生物。本文檔共100頁；當前第86頁；編輯于星期三\11點20分本文檔共100頁；當前第87頁；編輯于星期三\11點20分5.3.3轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征最簡單的轉(zhuǎn)座子被稱為插入序列IS（insertionsequences,IS）。不含有任何宿主基因，IS元件是細菌染色體和質(zhì)粒的正常組成部分。最早被鑒定的轉(zhuǎn)座元件是細菌操縱子中的自主插入序列。這種插入阻止了插入部位基因的轉(zhuǎn)錄和/或翻譯。5.3.3.1插入序列（i