《DNA的重组》PPT课件.ppt

第三十五章DNA的重组,一、同源重组(homologousrecombination),发生在同源序列之间、非特异性重组交换区具有相同或相似的序列两个DNA分子重组酶涉及到双螺旋的断裂、修复、连接和重组体的释放,相同的部位,不同部位（异位重组）,中心环节,（一）同源重组的分子模型Holliday模型,片段重组体,拼接重组体,产生3单链末端,DNA修复,（二）细菌的基因转移与重组,1、细菌的接合作用（conjugation）遗传物质从供体(donor)转移到受体(receptor)的重组过程。供体细胞：雄性受体细胞：雌性接合质粒：编码接合相关蛋白（如性菌毛）致育因子（fertilityfactor）、F因子、性因子,F因子化学本质是DNA以自主状态存在或整合到细菌的染色体上可在细菌细胞间转移并传递遗传物质,5,性导(sexduction)与F因子,2、细菌的遗传转化（transformation）细菌吸收外源DNA而发生遗传性状的改变特点：（1）感受态与感受态因子细菌能从环境吸收DNA的生理状态主要受感受态因子(蛋白)影响感受态一般出现在细菌对数生长后期，可以诱导或加强感受态,（2）供体DNA与受体细胞结合,结合发生在受体细胞特定部位对供体DNA片段有一定要求结合过程是一个可逆过程,（3）DNA摄取及整合结合点饱和后，细菌开始摄取外源DNA多为单链摄入，另一条链在膜上降解,3、细菌的转导（transduction）细菌基因通过噬菌体而转移4、细菌的细胞融合细胞质膜融合发生的基因转移与重组,烈性噬菌体,温和噬菌体,普遍性转导（generalizedtransduction）,完全转导流产转导,局限性转导（restrictedtransduction）,特异性转导溶原期时噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因,普遍性转导与局限性转导的区别,（三）重组有关的酶,保守的8碱基非对称序列大肠杆菌DNA每5-10Kb自然发生一次被recBCD酶所识别刺激重组重组热点,1、chi位点,2、recBCD酶,解旋酶活性：在SSB存在时解开双螺旋ATP酶活性核酸外切酶活性核酸内切酶活性产生DNA单链,RecBCD从一端靠近Chi位点,在移动中降解DNA,在Chi位点34-6bp行使内切酶活性,丢掉RecD只保留解旋酶活性,3、RecA,有两种不同的活性形式SOS反应中的蛋白酶活性促进单链DNA和双链分子中互补链配对（单链置换双链中的同源链）单链吸收/单链同化Single-strandassimilation,只要在入侵单链和双链之间有自由的末端RecA即可促进单链的同化,分支迁移,4、RuvAB复合物置换RecA,RuvA（四聚体）识别Holliday连接体的结构在交换点处与DNA四条链结合RuvB（六聚体）ATP酶，有解旋酶活性为分支迁移提供动力,核酸内切酶切开Holliday连接体识别不对称位点ATTG,5、RuvC,二、特异位点重组,（一）噬菌体DNA的整合与切除1、噬菌体DNA的物理状态裂解phage：为独立分子形式在受侵染细菌中为环状溶原状态：是细菌染色体的整合部分,（原噬菌体）,整合,切除,整合在附着位点（attachmentsites）上发生,特异位点重组的结果,倒位,切除,特异的重组位点附着位点细菌attB，由BOB组成噬菌体attP，由POP组成O称为核心序列、B、P称为臂重组酶整合酶（integrase，Int）非细菌重组所必需整合宿主因子（integrationhostfactor，IHF）Xis蛋白：改变DNA结构，使其对整合呈惰性参与切除反应,噬菌体编码,宿主编码,整合反应,交错7bp切开DNA,（二）鼠伤寒沙门氏菌的鞭毛相变（三）免疫球蛋白基因的重排,三、转座重组,转座子（transposon）可以发生转座的DNA,转座元件本身可导致：序列的缺失、插入以及将宿主序列转到新位点同源便携区（portableregionofhomology）为重组提供底物位点对表型有积极/消极的作用（SelfishDNA）,（一）细菌的转座因子,1、插入序列（InsertionSequence，IS）是简单转座模序只编码起始自己转座的蛋白转座频率各异结构特点：两侧末端为倒转重复序列（invertedrepeats）旁侧为宿主DNA短正向重复序列,2、转座子带有编码转座功能酶的基因及抗性（或其他标记）基因组合因子：插入序列标记基因插入序列两类结构复合因子：转座酶基因反向重复解离酶基因反向重复标记基因,组合转座子结构,3、转座过程,转座酶识别,形成中间体,复制型转座（replicativetransponsition）,非复制型转座（nonreplicativetranspo