36 23.重组A.ppt

第1页：第二十三章重组和转座

第二十三章重组和转座（1）同源重组(homologousrecombination)或普遍性重组（generalizedrecombination）A.交互重组B.单向重组（2）位点特异性重组(site-specificrecombination)（3）转座重组（4）模板选择（copychoce）（5）特殊重组。（6）同源特异重组

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第6页：第一节重组机制

第一节重组机制

• 第一节重组机制
• 一.交叉理论（chiasmatatype hypothesis）
• 1909年Janssens并提出了交叉型理论
• 二.断裂和重接模型1937年Darlington提出
• 三.模板选择学说（copy choice ）
• Belling J.首先提出的，1933年他又撤回了这一假设。
• 四.1948年Hershey提出模板选择学说

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第8页：断裂重接模型和模板选择复制模型的否定断

断裂重接模型和模板选择复制模型的否定断裂重接模型不能解释基因转变和极化子现象模板选择复制模型存在的问题：(1) 违背了半保留复制；(2) DNA复制应在S期，重组应在偶线期，不应同时发生。(3)不能解释3线和4线交换。

第9页：否定模板选择复制模型的试验

否定模板选择复制模型的试验

第10页：第二节Holliday

第二节Holliday

• 第二节Holliday 模型
• 1930年Winkler把真菌中不规则分离现象解释为基因转变（conversion）
• Lindegren,C.C（1949）报道了酵母有规律的异离常分离现象：交配型A×a的杂交中，有些子囊所含的孢子为（3A+1a），也称为基因转变。
• 50年代中期Mitchell,M.B.异常分离不是由于整个染色体的异常行为，而是由于特定位点的“基因转变”所致，即属于基因内重组。
• Olive, E1-Ani和Kitani等在粪壳菌（Sodaria fimicola）中也发现了异常分离。认为这种异常分离是有丝分裂的产物，称为减数后分离（postmeiotic segreation）

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第13页：极化子

极化子

• 极化子（polaron）同一基因内部的各个突变位点的转变频率常从基因的一端向另一端逐步递减，具有这种现象的一段DNA称为，一个极化子相当于一个基因（Rizet等1961）。
• 基因重组的模型都必须解释异源双链的形成以及基因转变往往伴随着两侧基因重组这一现象。1964年美国学者Robin Holliday提出了著名的Holiday模型（图23-8）
• 极化子是由于交换产生的错配只发生在异源双链部分，而此部分只发生在Hollidy结构的断裂和分枝点之间，离断裂点越远的基因座位离分枝点可能越远，而不在异源双链的部分。

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第16页：第三节双链断裂起始重组

第三节双链断裂起始重组

第17页：联会复合体

联会复合体

第18页：酵母中重组的分子事件和细胞学事件的相关

酵母中重组的分子事件和细胞学事件的相关性双链断裂消失特异位点出现分子连接持续分子重组轴向分子形成SC解离SC形成细线期偶线期粗线期双线期

第19页：双链断裂模型

双链断裂模型

第20页：Spo11共价连接到双链断裂的5’端

Spo11共价连接到双链断裂的5’端

第21页：第四节重组和酶

第四节重组和酶

• 第四节重组和酶
• 在原核同源重组中
• 存在8个碱基组成的Chi位点;
• RecA.B.C.D.参与重组。
• RecBCD复合体具有核酸酶，解旋酶和ATPase活性。在Chi位点产生单链3ˊ游离未端.
• RecA可促进分枝移动。
• RuvA和RuvB可促进异源双链的形成。
• RuvC是一种内切酶,可释放重组中间体。

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第23页：细菌中重组分子事件的程序

细菌中重组分子事件的程序(1)由断裂分子产生的单链与非姊妹染色单体的双链相互作用；(2)配对区的延伸；(3)外切酶解离配对的双链。chi 位点5' GCTGGTGG 3'3' CGACCACC 5'在E.coli中每隔约5~10 kb有一个拷贝，但其它遗传因子中无此拷贝RecBCD介导的解旋和剪切产生3‘游离末端，用来起始异源双链的连接。

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第26页：单链取代

单链取代

• 单链取代(single-strand uptake)
• 可发生在各种形状的DNA分子之间，但要具备3个条件：
• (1)其中一个DNA 分子要有单链区；
• (2)其中一个DNA 分子要有游离的3'末端；
• (3)单链区和3‘末端可和另一DNA分子互补。
• RecA可催化单链取代。
• RecBCD的活性：(1)强的核酸酶；(2)解旋酶；(3)ATPase。RecBCD 提供带有游离末端的单链区

第27页：RceA有两个完全不同类型的活性

RceA有两个完全不同类型的活性

• RceA有两个完全不同类型的活性：
• （1）在SOS反应中它能具有蛋白酶活性
• （2）能启动DNA单链和与之互补的双链分子进行碱基配对。
• RuvA可识别Holidy的连接结构
• RuvB是ATPase,可发动迁移反应
• RecG是解旋酶
• RuvC,它编码内切酶可特异识别Hollidy分枝，它在体外可切这个连接体，解离重组中间体。

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第29页：重组修复的分子机制

重组修复的分子机制

第30页：第五节位点特异性重组一．λ在aat位

第五节位点特异性重组一．λ在aat位点的整合二．倒位重组沙门氏细菌（Salmonella）的相转变Mu噬菌体G片段的倒位三.酵母交配型转变的同源特异重组(1)需要特殊蛋白H0；(2)需长同源序列；(3)位点是特异的，仅在Y区重组；(4)重组时产生Chi结构；(5)H0识别特殊位点并交错切割；(6)复制过程中涉及修复性复制。

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第35页：第六节原核生物的转座因子1951年M

第六节原核生物的转座因子1951年McClintock提出转座（Transposition）和跳跃基因(jumping gene)的新概念(1) 原核生物中的转座因子的发现和检出：1967年Shapiro才在E.coli中发现了转座因子（transposableelement）。他在半乳糖操纵子(galK,T,E）中发现了一种极性突变。它有以下的特点：(1)能回复突变；(2)用诱变剂对其处理并不能提高回复突变率;他们想到galE-的突变可能也是部分DNA的插入（突变）和切离（回复突变）所致。

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第38页：证实转座因子的实验

证实转座因子的实验

(1)密度梯度离心实验(2)分子杂交实验

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dgl+/ dglm杂合双链DNA的电镜照片。出现了棒糖状结构

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第45页：原核转座因子的类型

二．原核转座因子的类型(一)插入序列(IS)(二)类插入序列（IS-likeelements）(三)复合转座子。(四)TnA家族

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第50页：转座机制类型

三．转座机制类型(1)复制型转座（replicativetransposition）(2)非复制型转座（nonreplicativetransposition）(3)保守转座（conservativetranposition）

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第53页：abc复制起点靶位点aabbddddd

abc复制起点靶位点aabbdddddaabbcccc

第54页：剪切转座子末端和靶位点并将被切的末端连

剪切转座子末端和靶位点并将被切的末端连接到靶位点形成转移复合体，以此起始转座

第55页：Mu噬菌体的转座酶

Mu噬菌体的转座酶(MuA)使Mu的末端联会并反式剪切其末端DNA，然后和靶位点DNA反式连接

第56页：转座的共同中间体五．转座的机制夏皮

四．转座的共同中间体五．转座的机制夏皮罗模型