重组和转座32

重 组 和 转 座第一节 重组的分类一、 同源重组或普遍性重组： Recombination involving reaction between homologous sequences of DNA is called generalized or homologous recombination. 依赖于参与重组的 DNA分子在序列上的广泛一致性； 同源性重组可以发生在两条同源 DNA上的任何位点； 经常发生于减数分裂期的同源染色体之间。二、位点特异性重组Site-specific recombination (Specialized recombination) 这种重组的特点是重组发生在特异位点，此位点含有短的同源序列 ,供位点特异性重组酶识别 (如 噬菌体 DNA整合到寄主 DNA)； 重组 DNA的其它区域不具有同源性三、转座： refers to the movement of a transposon to a new site in the genome. A transposon (transposable element) is a DNA sequence able to insert itself (or a copy of itself) at a new location in the genome, without having any sequence relationship with the target locus. 转座分为复制型、非复制及保守型三种类型 四、模板选择 （ copy choice） 性重组适用于 RNA病毒，在这种重组中，聚合酶从一个模板转换到另一个模板来合成 RNA，结果新合成的分子将含有两个不同亲本的遗传信息 第二节 同源重组一、 Holliday连接 ：n 在同源染色体的相同位点产生切口n 两条染色体的 DNA链发生交叉n 切口封闭，形成holliday junction (或 chi结构 )n Branch migration（分枝迁移）n 在两对同源链的其中任意一对上产生切口，拆分中间体二、 Rec BCD途径同源重组的酶学机制 Rec BCD蛋白同时具有解螺旋酶的活性，使 chi位点附近切口的 DNA解链 单链区被 Rec A蛋白和 SSB蛋白覆盖 RecA 蛋白使单链 DNA取代双链 DNA中的同源部分 D loop区域的 DNA产生切口，新切口的 3端（ the tail of newly nicked DNA ）与另一条 DNA的单链区互补配对 DNA连接酶封闭切口，形成Holliday junction RuvA 和 RuvB发动迁移反应 RuvC拆分重组中间体第三节 转座（ transposition）一、原核转座子的类型 1.插入序列（ insertion sequences , IS） : IS家族的结构： 短的 正向重复序列 （ direct repeats, DR） 略长的 反向重复序列 （ inverted repeats， IR） 1kb左右的编码区，仅编码和转座有关的 转座酶 。 对靶位点的选择有三种形式：随机选择，热点选择和特异位点的选择。 Insertion sequences have inverted terminal repeats and generate direct repeats of flanking DNA at the target site. 2.复合转座子 (Composite transposons )： 含有一个中心序列和位于两侧的臂（ arm）； 除了和自身转座有关的基因外，中心序列含有抗药性基因等遗传信息； 复合转座子两端的臂由 IS序列组成。A composite transposon has a central region carrying markers (such as drug resistance) flanked by IS modules. 3.Tn A家族 : TnA是复制型转座的转座子，长约 5kb左右 。 两端具有末端反向重复序列（而不是 IS），长约 38bp左右，任一个缺失都会阻止转座。 中部的编码区编码三个基因：转座酶，解离酶和抗性基因， TnA家族都带有抗性标记 。 靶位点具有 5bp的正向重复序列。 解离位点（ res）是 TnA家族特有的内部位点。二转座机制： 根据转座子的机制，转座可分成三种不同的类型 1 复制型转座 (replicative transposition)： Replicative transposition describes the movement of a transposon by a mechanism in which first it is replicated, and then one copy is transferred to a new site. Replicative transposition involves two types of enzymatic activity: 转座酶： transposase 解离酶： Resolvase 2 非复制型转座 (nonreplicative transposition)Nonreplicative transposition allows a transposon to move as a physical entity from a donor to a recipient site. This leaves a break at the donor site, which is lethal unless it can be repaired. 3保守转座 （ conservative transposition）Conservative transposition involves direct movement with no loss of nucleotide bonds 1.非复制转座：转座子插入到 DNA上新的位点，首先交错切开靶 DNA，再将转座子连接到靶 DNA的凸出单链上，最后填补空缺完成转座。The direct repeats of target DNA flanking a transposon are generated by the introduction of staggered cuts whose protruding ends are linked to the transposon.三、转座中的一般过程：n复制型转座 : 在转座子和靶位点两端分别交错切割产生切口 ; 转座子和靶位点的切口末端交互连接 (a-f, g-d),形成一种交换结构(cross structure);n 以游离的 3末端作为引物进行复制，产生一个包含两个正向重复的转座子拷贝的复合物，称为共合体 (cointegrate), 这一过程在转座酶作用下进行 ;n转座子的两个拷贝在res（ site of resolution ）位点发生重组，释放两个复制子。这一过程称为拆分 (Resolution)，在解离酶的作用下进行。第四节 真核生物的转座因子Barbara McClintock (芭芭拉 麦 克林托克 )1902-1992 若玉米带有野生型 C基因，则胚乳呈紫色； C基因的突变阻断了紫色素的合成，那么胚乳呈白色 ; 在胚乳发育的过程中，突变发生回复导致斑点的产生 ,回复突变发生在早期发育阶段，紫斑就比较大 ; McClintock推测原来的 C突变（无色素）是由一个 “可移动的控制因子 ”引起的，称 解离因子(dissociator， Ds)，它可以插入到 C基因中（即转座）。 另一个可移动的控制因子是 激活因子 (activator， Ac)，它的存在可激活 Ds转座，进入 C基因或其他基因，也能使 Ds从基因中转出，使突变基因产生 “回复突变 ”，这就是 Ac-Ds系统 一、 Ac-Ds系统 “We are sadly ignorant of the organization of the chromosome and of the possible types of changes in this that may occur to the chromosome as a whole