分子生物学课件第六章 DNA的重组与转座.ppt

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1、DNA的重组与转座1DNA的重组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(geneticrecombination),或者基因重排(generearrangement)。重组产物为重组体DNA(recombinantDNA)。1.1.1重组与变异变异是生物进化的重要因素之一，生物对环境的适应机制，自然选择的重要基础。可遗传的变异：突变（点突变，染色体变异）频率低，突变修复遗传重组交换染色体的自由组合染色单体间的交换分子克隆和转基因技术(invitro)普遍发生自然界DNA分子均是重组体1.1概述第六章DNA的重组与转座1DNA的重组

2、1.1.2遗传重组的类型同源重组（homologousrecombination）、位点专一性重组（site-specificrecombination）和转座重组（transpositionrecombination）和异常重组（illegitimaterecombination）根据的DNA序列和所需蛋白质因子的要求进行分类：大肠杆菌中四种遗传重组的一般特征类型是否需要序列同源性是否需要RecA蛋白质是否需要序列特异性酶同源重组位点专一性重组转座重组异常重组是否是否是否否否否是是？1.1概述第六章DNA的重组与转座1DNA的重组1.1.3遗传重

3、组与重组DNA技术1.1概述遗传重组：生物体内的基因交流。重组DNA技术：体外人为地将不同源的DNA组合在一起。1.1.4遗传重组的生物学意义它能迅速增加群体的遗传多样性(diversity)；使有利突变与不利突变分开(separation)；通过优化组合(optimization)积累有意义的遗传信息。第六章DNA的重组与转座1DNA的重组1.2同源重组同源重组又称一般性重组。同源重组发生在DNA的同源序列之间，真核生物非姊妹染色单体的交换，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、接合等都属于这—类型。◘涉及同源序列间的联会

4、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特征第六章DNA的重组与转座1.2.1同源重组的分子机制⑴断裂重接模型（Breakage—rejoining）abABaBAb1930Darlington)1DNA的重组1.2同源重组⑵模板选择复制模型（copy-choice）(1931Belling)第六章DNA的重组与转座1.2.1同源重组的分子机制⑶Holliday模型1964年美国学者RobinHolliday提出了著名

5、的Holiday模型。◘Holliday结构同源重组中连接两个DNA双链的交换中间物,含有4股DNA链，在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点。◘Holliday结构形成的分子机制（断裂复合起始机制）有双链侵入模型、单链侵入模型、双链断裂修复模型第六章DNA的重组与转座5‘5‘（1）（2）双链侵入模型3’5’5’3’Meselson-Radding模型单链入侵模型（链转移模型）置换侵入同化异构化分支迁移切割实验表明，两DNA分子必需具有75bp以上的同源区才能发生同源重组，同源区小于此数值将显著降低重组率。双链断裂重组模型◘分枝迁移（branch

6、migaration）－－双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散1.2.1同源重组的分子机制⑶Holliday模型第六章DNA的重组与转座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第六章DNA的重组与转座1.2.1同源重组的分子机制⑶Holliday模型（1）（2）◘Holliday结构的拆分产生含异源双链的亲本DNA分子产生重组体第六章DNA的重组与转座第六章DNA的重组与转座Holliday中间体第六章DNA的重组与转座1

7、DNA的重组1.2.2细菌的基因转移与重组1.2同源重组细菌基因转移主要有四种机制：接合(conjugation)、转化(transformation)、转导(transduction)和细胞融合(cellfusion)。进入受体细胞(recipientcell)的外源基因通常有四种结果：降解、暂时保留、与内源基因置换和发生整合。共同特点是：⑴单方向转移；⑵产生部分二倍体（partialdiploid）；⑶基因只有整合到环状染色体上才能稳定地遗传。第六章DNA的重组与转座1.2.2细菌的基因转移与重组⑴接合作用细菌的细胞相互接触时遗传信息可以由一个

8、细胞转移到另一个细胞。性因子或F因子：编码与接合功能有关的蛋白质，能够促使染色体基因转移的质粒称为致育因子、性因子或F因子