第十四章 基因重组和基因工程

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1、生物化学考试前答疑时间：本周四、周五进行。地点：生化楼具体安排请到生化楼看通知。DNA重组和重组DNA技术DNARecombinationandRecombinantDNATechnology第21章第一节自然界DNA重组和基因转移是经常发生的DNARecombinationandGeneTransferOccurFrequentlyinNatureDNA的特性：保守性，变异性，流动性DNA重组是指不同的DNA分子断裂并连接，从而产生DNA片段的交换并构成新的DNA分子的过程。DNA重组接合作用(conjugation

2、)转化作用(transformation)转导作用(transduction)转座(transposition)同源重组(homologousrecombination)位点特异的重组(site-specificrecombination)发生在同源序列间的重组称为同源重组(homologousrecombination)，又称基本重组（generalrecombination）。是最基本的DNA重组方式，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。以E.coli的同源重组为例，了解同源重

3、组机制的Holliday模型。一、同源重组是最基本的DNA重组方式Holliday模型的4个关键步骤：两个同源染色体DNA排列整齐；一个DNA的一条链断裂；5´3´5´3´5´3´5´3´内切酶(recBCD)5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´3´5´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´分支迁移(recA)通过分支移动产生异源双链DNA；5´3´3´3´5´3´5´3´内切酶(recBCD)DNA连接酶5´3´5´3´5´3´5´3´Holiday中间体Holliday中间体切开并修复，形成两

4、个双链重组体DNA，分别为：片段重组体(patchrecombinant)拼接重组体(splicerecombinant)内切酶(recBCD)DNA侵扰(recA)分支迁移(recA)内切酶(recBCD)DNA连接酶5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´3´3´5´3´5´3´3´5´5´3´5´3´5´3´Holiday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´片段重组体：重组体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本DNA。拼接重组体：切开的链

5、并非原来断裂的链，重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA。Holiday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´5´5´3´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´内切酶(ruvC)内切酶(ruvC)DNA连接酶DNA连接酶片段重组体拼接重组体二、细菌的基因转移与重组有四种方式（一）接合作用当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用(conj

6、ugation)。可接合质粒如F因子(Ffactor)细菌染色体外的小型环状双链DNA分子。质粒（二）转化作用通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用(transformation)。例：溶菌时，裂解的DNA片段被另一细菌摄取。（三）转导作用当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用(transduction)。λ噬菌体的生活史溶菌生长途径(lysispathway)溶源菌生长途径(ly

7、sogenicpathway)三、位点特异重组，即特异位点间发生的整合位点特异重组(site-specificrecombination)是由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。λ噬菌体的整合酶识别噬菌体和宿主染色体的特异靶位点发生选择性整合；细菌附着位点(attB)和噬菌体附着位点(attP)都含有相同的核心序列，称为O区，该区由15bp组成：5’GCTTTTTTATACTAA3’3’CGAAAAAATATGATT5’（一）λ噬菌体DNA的整合反转录病毒整合酶可特异地识别、整合反转录病毒cDNA的长末

8、端重复序列(longterminalrepeat,LTR)。（二）细菌的特异位点重组沙门菌H片段倒位决定鞭毛相转变。hix为反向重复序列，它们之间的H片段可在Hin控制下进行特异位点重组(倒位)。H片段上有两个启动子P，其一驱动hin基因表达，另一正向时驱动H2和rH1基因表达，反向(倒位)时H2和rH1不表达。rH1为H1的阻遏