遗传重组-转座-敲除(2)

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1、第九章DNA的重组与转座重组的定义遗传重组的类型同源重组的分子机制重组和酶位点特异性重组转座转座的机制遗传重组的应用6.0重组DNA分子的断裂和重新连接导致遗传信息的重新组合，称为重组〔recombination〕。重组的产物称为重组DNA〔recombinantDNA〕，所有的DNA都是重组DNA。由于重组，一个DNA分子的遗传信息可以和另一个DNA分子的遗传信息结合在一起，也可以改变一条DNA分子上遗传信息的排列方式。DNA重组广泛存在于各类生物中，说明重组对物种生存具有重要意义。通过重组实

2、现基因的重新组合使物种能够更快地适应环境，加快进化的过程。此外，DNA重组还参与许多重要的生物学过程，比方重组在DNA损伤修复和突变中发挥重要作用。6.1遗传重组的类型根据对DNA序列和所需蛋白因子的要求，可有三种类型的重组。其共同点是这些过程都涉及双链DNA之间的物质交换，但其发生的情况有所不同。遗传重组的三种类型〔1〕同源重组它的发生是依赖大范围的DNA同源序列的联会。在重组过程中，两个染色体或DNA分子交换对等的局部。⒈需要重组的蛋白质参与，eg.大肠杆菌中的RecA蛋白、RecBCD蛋白

3、；⒉蛋白质因子对DNA碱基序列的特异性要求不高；〔存在重组热点和序列长度的影响〕⒊真核生物染色质的状态影响重组的频率。特点：同源重组可能发生在两条同源的DNA的任意位点(3)异常重组完全不依赖于序列间的同源性而使一段DNA序列插入另一段中，但在形成重组分子时往往是依赖于DNA复制而完成重组过程。eg.转座作用，需要转座酶和对转座区域DNA的复制。(2)位点专一性重组重组依赖于小范围同源序列的联会，发生精确的断裂、连接，DNA分子并不对等交换eg.λ-phageDNA对E.coli的整合(attP

4、→attB)，需要有15bp的同源序列和专一性的蛋白质因子参与。位点专一重组发生在两条特定的序列，两条重组DNA的其他序列那么是不同的。位点专一重组能使二聚体环状DNA分子产生两个单体环状DNA分子6.2同源重组的分子机制同源重组〔homologousrecombination〕发生在两个同源DNA分子之间。真核细胞减数分裂过程中，同源染色体彼此配对，同源染色体DNA片段发生交叉与互换。DarlingtonD.C.于1936年提出：减数分裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于缠绕而产生张力，两个

5、染色单体在同一位置断裂、重接，以消除张力，从而产生重组。6.2.1断裂与重接模型FirstMeioticInterphase(cellscontain4NDNAcontent)Bivalentsisterchromatidsalignwitheachother,thisactistermedsynapsis.Synapsedsisterchromatidsaretermedasynaptonemalcomplex)Figure5-55,page185两条同源DNA分子彼此并排对齐，相互配对DNA

6、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，形成所谓的连接分子〔jointmolecule〕，也称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〕。1.HollidaymodelSynapsedchromatidsRecombinationjointHeteroduplexDNA链交换所形成的连接分

7、子必须进行拆分，才能形成两个独立的双链分子。这需要再产生两个切口。反响结果要看切开的是哪一对链，如果切口发生在当初未切的两条链上，那么原来的4个链就全被切开，就会释放出剪接重组DNA(splicerecombinantDNA)分子。ABB’A’ABA’B’ABB’A’HollidayintermediatesABB’A’ABA’B’AB’A’BEndonucleasesaka.resolvases(e.g.RuvC)ProductsbeforeDNArepairHollidayIntermedi

8、ate(seePhotoinLehningerpg962)如果切口发生在当初被切的两条链上，连接分子拆分后将形成补丁重组体〔patchrecombinant〕。分开的两个DNA分子除保存了一段异源双链DNA外，均完整无缺。因此，连接DNA分子无论如何拆分，所形成的两个独立的DNA分子总有一段异源双链区，但是异源双链区两侧的重组未必同时发生。Termed“patchrecombinants〞两条双链体DNA分子间的重组关键是单链的交换。当双链体DNA的单链与相对应的另一双链体中的单链发生置换时，会