《DNA重组》PPT课件

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1、2.DNA的复制和修复1.绪论目录3DNA重组4.RNA的生物合成5.蛋白质合成6.基因的分子结构和组织7.原核生物基因表达调控8.真核生物的基因表达调控Chapter3DNA重组3.1概述3.2同源重组3.3位点专一性重组3.4转座重组生命学院张林生DNARecombination3.1概述3.1.1.DNA重组3.1.2.生物体内的DNA重组3.1.3.生物体内DNA重组的意义3.1.4.DNA重组的类型DNA重组的定义DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，称为遗传重组。DNA重组的意义重组的意义在于：它能迅速增加群体的遗传多样性(diversity);是有利突变

2、和不利突变分开(separation);通过优化组合积累有意义的遗传信息为DNA损伤或复制障碍提供修复机制某些生物的基因表达受DNA重组的调节3.1.1DNA重组酶切重组abababab不同源DNA可发生在体内也可发生在体外—基因工程所有的DNA都是重组DNA。重组最明显的表现在减数分裂期第一次核分裂前遗传信息的频繁交换,使染色体混合和重排.基因工程中的DNA体外改造和连接所引起的基因表达改变，只是模仿大自然在进化过程中进行的重组和突变而已。3.1.2生物体内的DNA重组减数分裂期同源染色体之间的重组；叶绿体基因与核基因之间的DNA交换；线粒体基因间。细菌的接合：细菌染色体

3、和噬菌体的整合高等生物和原核生物的转座过程:3.1.3生物体内DNA重组的意义2.291.引起进化变异突变:概率低、涉及基因少基因交换:广泛存在，主要是减数分裂中。基因交换即DNA重组，是生物进化的主要机制。优胜劣汰、适者生存，人工选择。2.DNA重组调节基因表达3.研究DNA重组有重要的理论意义研究DNA重组有重要的理论意义a.了解进化机制不同生物的同源关系及进化（基因序列的保守和差异）b.研究转座机理，为细胞分化和发育提供理论依据。c.转座引起基因调控：如肿瘤发生机理某些基因的启动等d.进行基因标记，检测突变基因位置和分离突变基因。e.为基因工程操作提供理论依据f.重组

4、技术为研究基因重组开辟途径3.1.4DNA重组的类型根据重组过程对DNA序列和所需蛋白因子的要求分为：同源重组：真核生物姊妹染色单体和非姊妹染色单体的交换。细菌及某些低等真核生物的转化。细菌的转导，接合。转座重组：不要求转座位点区段序列同源性，转座子的转移和插入。造成转入位点DNA混乱，如缺失、倒位、重排。异常重组：不需序列同源性，不需重组酶参与。位点专一性重组：直接在专一序列之间配对而发生的重组。噬菌体溶原途径中的整合。抗体基因的重排。只需短的同源序列、蛋白因子、整合酶。3.2同源重组3.2.1何谓同源重组3.2.2同源重组特点3.2.3同源重组的功能3.2.4同源重组机

5、制3.2.1.同源重组(homologousrecombination)同源重组广泛存在于生物界。如真核生物姊妹染色单体的交换；细菌及某些低等真核生物的转化；细菌的转导、接合等。同源重组的概念:同源重组(又称基本重组)（交换crossingover)它是由两条同源区的DNA分子，通过配对、链的断裂和再连接，而产生片段交换(crossingover)的过程。在真核生物中，重组在雄性和雌性中都是发生在减数分裂时期，在雄性中发生在精子发生期，雌性发生在卵子发生期。这时候是减数分裂的“四链期”，四条链中只有两条参与重组。Thisrecombinationinvolvesthephy

6、sicalexchangeofDNAsequencesbetweenthechromosomes.1.在真核中同源重组也称交换（crossingover),指减数分裂过程中染色体间的物质交换，即DNA分子的断裂和在重组酶作用下的交换连接。2.细菌没有减数分裂，同源重组发生在接合过程中，交配的染色体在两个紧密连接的细胞中转移。3.减数分裂期染色体变化和发生交换的DNA分子的相互作用。（图3–1）图3-1真核生物的同源重组发生在减数分裂时，姐妹染色单体间遗传物质间的交换；同源重组发生在减数分裂前期，分5个阶段：①细线期：也是减数分裂标志，染色体清晰可见。②合线期：染色体开始靠近

7、，在几个同源区配对，一个基因组上DNA断裂，重组开始。③粗线期：联会【染色体配对沿整个配对染色体展开，形成二价体（bivalant)】，DNA单链与另一基因组发生交换。④双线期：染色体分离，但在交叉点,链交换区延伸。⑤终变期：染色体凝聚，从被膜分离，保留交叉，四条染色单体全部变清晰。DNA拆分，通过单链切割释放基因组。显微镜下的同源重组:细菌的同源重组发生在接合过程中，交配的染色体在两个紧密接触的细胞中转移。4.重组修复中也发生同源重组。（图3-2）图3–2修复途径中随着适宜底物DNA分子的产生，细菌能催化重组的所