遗传重组PPT文件格式下载.ppt

遗传重组PPT文件格式下载.ppt

《遗传重组PPT文件格式下载.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《遗传重组PPT文件格式下载.ppt（78页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第十章第十章遗传重组遗传重组概述概述第一节第一节同源重组同源重组第二节第二节位点专一性重组位点专一性重组第三节第三节细菌中的转座成分细菌中的转座成分第四节第四节真核生物中的转座成分真核生物中的转座成分概述：

@#@概述：

@#@只要有只要有DNA，就会发生重组，就会发生重组减数分裂减数分裂高等高等Euk.体细胞核基因、叶绿体和线粒体体细胞核基因、叶绿体和线粒体温和噬菌体温和噬菌体转座子转座转座子转座生存生存变异变异突变，重组突变，重组损伤修复、适应环境、加速进化损伤修复、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广义遗传重组：

@#@任何造成基因型变化的基因交流过程重组可分为四类（重组可分为四类（DNA序列、蛋白质因子）序列、蛋白质因子）狭义遗传重组：

@#@涉及到狭义遗传重组：

@#@涉及到DNA分子内断裂分子内断裂-复合的基因交流复合的基因交流遗传重组与重组遗传重组与重组DNA技术技术异常异常第一节第一节同源重组同源重组1、同源重组（同源重组（homologousrecombination）:

@#@发生在同源发生在同源DNA序列之间序列之间一、特征一、特征2、特征：

@#@特征：

@#@涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大涉及涉及DNA分子在特定的交换位点发生分子在特定的交换位点发生断裂和错接断裂和错接的生化过程的生化过程异源双链区的生成异源双链区的生成存在重组热点存在重组热点需要重组酶需要重组酶单链单链DNA分子或单链分子或单链DNA末端是交换发生的重要信号末端是交换发生的重要信号细线期细线期合线期合线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期e.g.e.g.EukEuk.减数分裂时减数分裂时的染色单体之间的染色单体之间的交换的交换细菌的转化，细菌的转化，转转导，接合，噬菌体导，接合，噬菌体重组重组双倍体染色体交换双倍体染色体交换二、同源重二、同源重组的机制的机制1、断裂复合及断裂复合及Holliday中间体的形成中间体的形成Holliday结构结构同源重组中连接两个同源重组中连接两个DNA双链的交换中间物含有双链的交换中间物含有4股股DNA链，链，在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点为在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点为Holliday结构形成的分子机制（断裂复合起始机制）结构形成的分子机制（断裂复合起始机制）有双链侵入模型、有双链侵入模型、单链侵入模型单链侵入模型、双链断裂修复模型等多种、双链断裂修复模型等多种同源重组都涉及到同源重组都涉及到DNA分子内的断裂分子内的断裂复合复合3553Meselson-Radding模型模型单链入侵模型（链转移模型）单链入侵模型（链转移模型）置换置换侵入侵入Loop切除切除同化同化异构化异构化分支迁移分支迁移5切割切割55

（1）

（2）其中其中所有模型和所有模型和假假说都包括都包括切断、切断、链置置换、连接等接等过程程双链侵入模型双链侵入模型P143双链断裂修复模型双链断裂修复模型P1452、分枝迁移和分枝迁移和Holliday结构的拆分结构的拆分分枝迁移（分枝迁移（branchmigaration）双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散Holliday的异构化的异构化产生重组体的拆分产生重组体的拆分Holliday结构一经生成即可结构一经生成即可不断地处于异构化不断地处于异构化异源双链异源双链heteroduplexDNA重组结果取决于拆分时重组结果取决于拆分时配对链上的切口位置配对链上的切口位置

（1）

（2）

（1）

（2）Holliday结构的拆分结构的拆分产生含异源双链产生含异源双链的亲本的亲本DNA分子分子产生重组体产生重组体“亲本链亲本链”“重组体重组体”三、原核同源重三、原核同源重组（E.coli）发生在双方发生在双方DNA的同源区域的同源区域部分复制的染色体部分复制的染色体DNA之间或染色体之间或染色体DNA与外源与外源DNA之间之间细菌的转化、结合和转导细菌的转化、结合和转导1、RecBCD（外切核酸酶（外切核酸酶）和）和Chi位点位点具有解旋酶（再旋）活性、具有解旋酶（再旋）活性、ATPase活性、活性、核酸外切酶活性、核酸外切酶活性、序列特异性的单链内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产生具有游离末端的单链RecA的作用位点的作用位点RecBCD有固定切割位点有固定切割位点3RecBCD的识别和切割位点的识别和切割位点a、RecBCD结合在结合在DNA的平的平头末端（产生机制不清楚）头末端（产生机制不清楚）b、外切、外切、解链、移动解链、移动（ATP）c、兔耳状兔耳状loop结构产生结构产生（再旋酶活性低于解旋酶活性）（再旋酶活性低于解旋酶活性）d、RecBCD在在loop单链区的单链区的chi位点位点3方方46NT处切处切断单链（单链内切酶）断单链（单链内切酶）chi位点：

@#@位点：

@#@GCTGGTGG目前发现的重组热点目前发现的重组热点E.coli含含1000个、个、Euk.e、RecBCD切割产生切割产生3单链末端单链末端2、RecA蛋白蛋白

（1）活性活性a、RecA有单、有单、双链双链DNA结合活性结合活性b、RecA有有NTPase活性（底物差异活性）活性（底物差异活性）与单链与单链DNA结合时活性最大结合时活性最大-依赖于依赖于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，即联会同源的能力，即联会同源DNA（但其靶（但其靶DNA必须有缺口结合必须有缺口结合DNA）RecA入侵单链入侵单链被置换连被置换连RecA引发链侵入模型引发链侵入模型RecApromotestheassimilationofinvadingsinglestrandsintoduplexDNAsolongasoneofthereactingstrandshasafreeend.RecA启动的单链入侵启动的单链入侵RecA引起的链交换和引起的链交换和Holliday结构的生成结构的生成

（2）RecA蛋白催化双链和单链蛋白催化双链和单链DNA的反应阶段的反应阶段a、联会前阶段（缓慢）联会前阶段（缓慢）RecA与单链结合与单链结合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）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，反应结束时，RecA结合到双链上结合到双链上其中其中单链同化有固定的方向单链同化有固定的方向入侵单链为入侵单链为53双链双链DNA的互补链是的互补链是35RecBCD和和RecA的共同作用的共同作用3、原核同源重组的其它蛋白、原核同源重组的其它蛋白需要需要E.coli中三个基因中三个基因ruvA,ruvB和和ruvC的产物的产物a、RuvA识别识别Holliday结构的连接点结构的连接点b、RuvB为分枝迁移提供动力（为分枝迁移提供动力（ATPase1020bp/s）c、RuvC核酸内切酶核酸内切酶-专一性识别专一性识别Holliday结构的连接点结构的连接点体外切段连接点以拆分重组体体外切段连接点以拆分重组体E.coli重组的各阶段重组的各阶段（损伤修复）（损伤修复）损伤损伤DNADNA复复制产生缺口制产生缺口RecARecA链交换链交换第二次链交换第二次链交换DNApolDNApol通过通过DNADNA合成填满缺口合成填满缺口RuvA,BRuvA,B分枝迁移分枝迁移RuvCRuvC切割切割HollidayHolliday连接点连接点第二节第二节位点专一性重组位点专一性重组一、位点一、位点专一性重一性重组（site-specificrecombination）1、概念：

@#@、概念：

@#@发生在生在专一序列而一序列而顺序极少相同的序极少相同的DNA分子分子间的重的重组噬菌体基因噬菌体基因组整合到整合到细菌染色体基因菌染色体基因组中属此种重中属此种重组2、特征：

@#@、特征：

@#@在特定的结合序列部位，有专一的酶催化断裂重接在特定的结合序列部位，有专一的酶催化断裂重接-产生精确的产生精确的DNA重排重排都具有整合作用的两个基本特征都具有整合作用的两个基本特征a、典型的保守性重组典型的保守性重组-交换是相互的和保存原先的交换是相互的和保存原先的DNAb、发生在噬菌体和细菌发生在噬菌体和细菌DNA短同源序列的专一性核苷酸上短同源序列的专一性核苷酸上Euk.中专一性抗体基因的构建中专一性抗体基因的构建二、二、phagephage的整合与切除的整合与切除1、实现机制：

@#@机制：

@#@均是通过均是通过-细菌细菌DNADNA和和DNADNA上特定位点之间的重组上特定位点之间的重组2、特定位点、特定位点-附着位点（附着位点（attachmentsiteatt）E.coliattB含含BOB三序列三序列23bpphageattP含含POP三序列三序列240bp核心序列核心序列“O”完全一致完全一致（同源部分）（同源部分）-位点特异性重组发生的地方位点特异性重组发生的地方B,B,P,P-臂臂3、整合、整合过程程整合后的附着位点为整合后的附着位点为attL（BOP）attR（POB）整合位点整合位点-attB、attP切除位点切除位点-attL、attR整合过程需要整合过程需要整合酶整合酶（integraseInt）（）（编码编码）和和寄主的整合宿主因子寄主的整合宿主因子IHF（integrationhostfactor）共同作用共同作用溶源性细菌溶源性细菌（lysogen）溶菌周期溶菌周期（lysis）原噬菌体原噬菌体4、整合分子机制、整合分子机制核心序列核心序列O全长全长15bp，富含，富含A-T发生在发生在O内的重组交换位点相距内的重组交换位点相距7bp整合酶的结合位点：

@#@整合酶的结合位点：

@#@attP240bp、attB23bp（两者的作用不同两者的作用不同）attP位点的负超螺旋为重组所必须位点的负超螺旋为重组所必须-加强了加强了Int和和IHF的亲和力的亲和力-高剂量的蛋白维持单链重组所必需的结构高剂量的蛋白维持单链重组所必需的结构Int结合结合-核心序列的反向位点（切割位置）核心序列的反向位点（切割位置）-结合在结合在att臂上（臂与核心区靠近）臂上（臂与核心区靠近）intIHFXis整合体及其作用整合体及其作用整合体（整合体（intasome）-Int和和IHF结合到结合到attP时的复合物时的复合物整合体捕获整合体捕获attB说明说明-a、attB和和attP的的最初识别靠最初识别靠Int识别两序列的能力识别两序列的能力b、两序列的同源性两序列的同源性在链交换时为在链交换时为重要因素重要因素Int蛋白能蛋白能切断切断DNA，并使它重新，并使它重新连接连接，近而使，近而使holliday结构结构拆分拆分重组时重组时attP和和attB部位交叉断裂，互补单链末端进行交叉杂交部位交叉断裂，互补单链末端进行交叉杂交5、整合与切除的控制、整合与切除的控制

（1）整合整合C-促使阻遏蛋白促使阻遏蛋白C的产生的产生-与与intgene的的PI结合，转录产生结合，转录产生Int蛋白蛋白-且且PI位于位于xis基因内，基因内，C与与PI结合导致结合导致xisgene失活失活

（2）切除切除寄主寄主SOS反应时反应时-RecA大量产生，促使阻遏蛋白大量产生，促使阻遏蛋白C的水解的水解-把把OL和和O