第八章 DNA重组与转座ppt课件.ppt

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1、DNA重组与转座概述第一节同源重组第二节位点专一性重组第三节转座作用第四节逆转录转座子概述：◘只要有DNA，就会发生重组减数分裂高等Euk.体细胞核基因、叶绿体和线粒体温和噬菌体转座子转座◘生存→变异→突变，重组损伤修复、适应环境、加速进化◘广义遗传重组：任何造成基因型变化的基因交流过程DNA重组—DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合。（1）同源重组（2）位点特异性重组（3）转座重组（4）异常重组◘DNA重组可分为四类（DNA序列、蛋白质因子）◘重组DNA技术第一节同源重组1、同源重组（homologousrecombinati

2、on）:发生在同源DNA序列之间一、特征2、特征：◘涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大◘涉及DNA分子在特定的交换位点发生断裂和错接的生化过程异源双链区的生成◘存在重组热点◘需要重组酶◘单链DNA分子或单链DNA末端是交换发生的重要信号细线期合线期粗线期双线期终变期◘e.g.Euk.减数分裂时的染色单体之间的交换细菌的转化，转导，接合，噬菌体重组双倍体染色体交换二同源重组的分子模型1.Holliday于1964年提出Holliday模型（1）两个同源染色体DNA排列整齐（2）两DNA分子同一部位两单链发生断裂引发重组（3）断裂

3、的单链游离末端彼此交换形成Holliday中间体（4）通过分支迁移产生异源双链DNA分子。（5）中间体在内切酶和连接酶作用下，形成拼接重组体和片段重组体。SynapsedchromatidsRecombinationjointHeteroduplexDNA5‘5‘（1）（2）片段重组体拼接重组体Holliday中间体3‘5‘5‘3‘Meselson-Radding模型单链入侵模型（链转移模型）置换侵入Loop切除同化异构化分支迁移5’切割双链断裂修复模型2、分枝迁移和Holliday中间体结构的拆分◘分枝迁移（branchmigara

4、tion）－－双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散Holliday的异构化产生重组体的拆分Holliday结构一经生成即可不断地处于异构化－－异源双链heteroduplexDNA重组结果取决于拆分时配对链上的切口位置（1）（2）（1）（2）◘Holliday结构的拆分产生含异源双链的片段重组体产生拼接重组体“亲本链-片段重组体”“拼接重组体”三、原核同源重组（E.coli）◘发生在双方DNA的同源区域部分复制的染色体DNA之间或染色体DNA与外源DNA之间细菌的转化、结合和转导1、RecBCD酶和Chi位点◘RecBCD酶具有ATP

5、依赖的解旋酶活性、依赖于ATP的核酸外切酶活性、序列特异性的单链内切酶活性.◘单链内切酶活性和解旋酶活性使DNA产生具有游离末端的单链－－－RecA的作用位点◘Chi位点含有GCTGGTGG序列,是基因recBCD编码RecBCD酶作用的靶位点3‘◘RecBCD的识别和切割位点a、RecBCD结合在DNA的平头末端（产生机制不清楚）b、外切、解链、移动（ATP）c、兔耳状loop结构产生（再旋酶活性低于解旋酶活性）d、RecBCD在loop单链区的chi位点3‘方4～6NT处切断单链（单链内切酶）☀chi位点：GCTGGTGG目前发现

6、的重组热点E.coli含1000个、Euk.e、RecBCD切割产生3’单链末端2、RecA蛋白（1）活性a、RecA有单、双链DNA结合活性b、RecA有NTPase活性（底物差异活性）与单链DNA结合时活性最大---依赖于DNAc、RecA有启动一个分子的单链侵入到另一双螺旋分子的能力，即联会同源DNA（但其靶DNA必须有缺口－－结合DNA）RecA入侵单链被置换连RecA引发链侵入模型RecApromotestheassimilationofinvadingsinglestrandsintoduplexDNAsolongason

7、eofthereactingstrandshasafreeend.RecA启动的单链入侵RecA引起的链交换和Holliday结构的生成（2）RecA蛋白催化双链和单链DNA的反应阶段a、联会前阶段（缓慢）RecA与单链结合b、单链与双螺旋的互补链迅速配对，形成双链连接分子Holliday（5‘侵入）c、从双螺旋结构中缓慢置换一条链产生一段长的异源双链DNA反应结束时，RecA结合到双链上◘其中—单链同化有固定的方向入侵单链为5’－3‘双链DNA的互补链是3’－5‘◘RecBCD和RecA的共同作用3、原核同源重组的其它蛋白需要E.c

8、oli中三个基因ruvA,ruvB和ruvC的产物a、RuvA识别Holliday结构的连接点b、RuvB为分枝迁移提供动力（ATPase10～20bp/s）c、RuvC核酸内切酶---专一性识别Holliday结构的连