《遗传重组》PPT课件(I)

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1、第六章遗传重组1双倍体染色体交换2遗传重组(geneticrecombination)指DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，是遗传的基本现象。在高等真核生物、细菌、病毒中都存在基因重组现象，只要有DNA就会发生重组。生物的适应与进化的基础是可遗传的变异，而变异的来源便是突变和重组。3遗传重组的类型1.同源重组2.位点专一性重组3.转座重组4.异常重组4第一节同源重组及其分子机制一、同源重组的概念与特点二、异源DNA双链的断裂与重接三、同源重组的Holliday模型四、基因转换及其分子机制五、同源重组的生物学功能5一、同源重组(

2、homologousrecombination)同源重组：的发生依赖于大范围的DNA同源序列的联会。重组过程中，两个染色体或DNA分子相互交换对等的部分。重组热点：即某类序列发生重组的概率高于其他序列。特点：1.同源重组中负责DNA配对和重组的蛋白质因子（或酶）无碱基序列的特异性，只要两条DNA序列相同或接近，重组就可以在此序列中的任何一点发生。62.大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白质，类似的蛋白质也存在于其他细菌中。因此，细菌中的同源重组又称为依赖RecA重组。RecA启动的单链入侵RecA入侵单链被置换连73.同源重组要求两个D

3、NA分子的序列同源．同源区越长越有利，同源区太短，越难发生重组。大肠杆菌活体重组，至少要求有20—40bP是相同的；大肠杆菌与噬菌体或质粒重组，其同源区要求＞13bp；枯草杆菌基因与质粒的重组，同源区的长短应＞70bp；哺乳动物的同源区应长到150bP以上。只要同源序列足够长，那么即使相差仅1bP的不同的遗传标记，仍然有发生重组的可能性。8二、异源DNA双链的断裂与重接同源重组涉及到参与重组的双方DNA分子的断裂与重接。在减数分裂前期，同源染色体配对，两条非姊妹染色单体之间发生断裂、重接和交叉。先交换后又交叉，交叉刚好是姐妹染色单体发

4、生断裂和互换后重新愈合的地方9三、同源重组的Holliday模型RobinHolliday于1964年提出了重组的杂合DNA模型1011121314粗糙链孢霉的顺序四分子15？？16四、基因转换及其分子机制基因转换(geneconversion)：指由一个基因转变为其相应的等位基因的现象。原因：由于非姐妹染色单体间的DNA片段的互换造成异源双链区，引起不配对碱基的不稳定性，修复系统能识别不配对碱基，并以其中一条链为模板进行修复，结果造成基因转换。171819染色体转换与半染色体转换减数分裂时修复减数分裂后修复（或不修复）20基因转变实

5、质上是异源双链DNA错配的核苷酸对在修复校正过程中所发生的一个基因转变为他的等位基因的现象。21五、同源重组的生物学功能同源重组对维持种群的遗传多样性具有重要意义；在真核生物中，同源重组使染色体产生瞬间物理连接，保证了减数分裂中染色体的正确分离；有助于DNA损伤修复。总之，遗传重组与基因转换现象同是在DNA分子水平上结构和组成发生变化的结果，是遗传物质发生重新组合的体现，这对于生物的进化，生物多样性的维持都具有重要意义。22第二节位点专一性重组位点专一性重组(site-specificrecombination)：依赖于小范围同源序列

6、的联会，在这一小范围内，其重组事件只涉及特定位置的短同源区或是特定的碱基序列之间。重组时发生精确的切割、连接反应，DNA不失去、不合成。两个DNA分子并不交换对等的部分，有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中，因此将这种形式的重组又称为整合式重组(integrativerecombination)。这种重组形式仅在原核生物中发生。23溶源性细菌(lysogen)溶菌周期（lysis）原噬菌体2425第三节转座重组转座重组(transpositionrecombination)：在转座子转座过程中发生的重组。◘1914A.Emer

7、son1936Marcus.M.Rhoabes玉米果皮、糊粉层花斑突变玉米籽粒糊粉层色素不稳定遗传机理跳跃基因（jumpinggene）◘1947冷泉港实验室（美）BarbaraMcClintock26一、转座因子1、转座子(元)或转座元件(transposonortransposableelement):基因组上不必借助于同源序列就可以移动的DNA片段，它们可以直接从基因组的一个位点移到另一个位点（供体和受体）27插入序列(insertedsequence,IS)：IS本身不具有表型效应，只含有和转座相关的基因（转座酶），是一类较小

8、的转座因子。转座子(transposon,Tn)：是一类较大的转座因子，除了含有与转座相关的基因外，还含有抗药性基因或其他基因，如乳糖发酵基因。因此，Tn的转座除具有插入序列的作用外，还能使宿主菌获得有关基因的表型特征。