同源重组的分子机制 (2)ppt课件

1、上一课重点内容回想连锁与交换规律两点测交三点测交 *相关概念：交换值、重组率、遗传干涉、并发系数、 染色单体干涉等四分子遗传分析着丝粒作图两个连锁基因作图 *相关概念：顺序四分子、第一次分裂分别MI方式、 第二次分裂分别MII方式等上一课重点内容回想四分子分析非顺序四分子遗传分析顺序四分子遗传分析着丝粒作图原理与方法两个基因作图原理与方法相关概念：四分子、顺序四分子、第一次分裂分别(MI方式)、第二次分裂分别(MII方式)、子囊型(PD、NPD和T)哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制第六章 同源重组的分子机制哈工大-遗传学同源重组的分子机制同源重组：依赖大范围的DNA同源序列的联会，重组

2、过程中，两个染色体或DNA分子交换对等的部分。 例：同源染色体非姐妹单体交换； 细菌的转化、转导、接合； 噬菌体的重组一、概念条件：2个DNA分子序列同源；不同物种同源重组所需的最小的同源序列不同；哈工大-遗传学解释同源重组分子机制的模型：断裂和重接模型 1937年，Darlington提出；模板选择复制模型copy choice Belling J.首先提出，1933年又撤回； 1948年，Hershey再次提出；霍利迪(Holliday)模型 1964年Robin Holliday提出； Meselson-Radding模型 1975年Meselson Radding提出；同源重组的分子机

3、制哈工大-遗传学第四章 同源重组的分子机制哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制断裂重接模型和模板选择复制模型存在的问题断裂重接模型：不能解释基因转变和极化子景象；模板选择复制模型： (1) 违背了半保管复制； (2) DNA复制在S期，重组在偶线期，不应同时发生； (3)不能解释3线和4线交换；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制二、Holliday模型根据：基因转变证据：细菌重组chi构造(一)、过程1. 同源的非姐妹染色单体联会;2. DNA内切酶在非姐妹染色单体的一样位置同时切开两个方向一样的一条单链；3. 切开的单链交换重接;4. 构成交联桥构造；5. 分支迁移：构成一大段异源

4、双链DNA(Holliday构造)6. 绕交联桥旋转1800，构成Holliday异构体；7. 切开与重接： 左右切，构成非重组体 上下切，构成重组体。12345 67旋转1800 无论 Holliday 构造断裂能否导致旁侧遗传标记的重组，它们都含有一个异源双链区。哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形状学上，Holliday中间体(Chi 构造)的电镜照片；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制 两个环状DNA分子配对、断裂、重接构成“8字型构造中间物，根据切割的位置不同，可分别构成两个亲本环、大的单体环或者是滚环构造，也可以构成“ 构造

5、。Holliday模型同样适用于环状DNA间的重组哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制2哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形状学上，Holliday中间体(Chi 构造)的电镜照片； 2、异源双链构成时，产生碱基错配导致与重组相关联 的基因转变的发生；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制1、异常分别与基因转变 粗糙脉孢菌： pdxp：酸度敏感的VB6依赖型 pdx： 酸度不敏感的VB6依赖型(二)、基因转变及其分子机理哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制 + pdxp pdx +孢子对子囊1

6、 + pdxppdx + + +pdx +2 + +pdx + + pdxp + pdxp3 + pdxp + +pdx + + +4pdx + + pdxppdx +pdx +585个子囊中?- +- + + - +- + + - +- + + - +- + + - - + + - +- -+ + - +- + -+ -基因转变(gene conversion)：一个基因转变为它的等位基因的遗传学景象源于基因内重组。粪生粪壳菌(Olive): g+ g -+-+-6:2 (或 2:6)+-+-5:3 (或 3:5)+-+-3:1:1:3+-+?-+?-半染色单体转变染色单体转变120/200

7、000 100/200000 16/200000哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制在5：3和6：2分别的子囊中，约有30%也在g基因两侧 发生重组；发生基因转变的子囊中，基因转变和遗传重组都发生 于同样的两个染色单体上的子囊的比例高达90%；2、基因转变的分子机制基因转变的本质：重组过程中留下的部分异源双链区，在细胞内的修复系统识别下不同的修复产生的结果；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制ababABABCTGA异源双链区D/dD/d左右切aBaBAbAbTCGA异源双链区D/dD/d上下切哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制AAaaGACTBBbbAAaabbBBGATC哈工

8、大-遗传学第六章 同源重组的分子机制哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制 Holliday 模型中，由于重组而产生的异源双链区存在不配对碱基，可被细胞内的修复系统可以识别并以一条链为模板进展切除修复：(1). 两个杂种分子均未得到校正，有丝分裂后分别构成4:4或 3:1:1:3的异常孢子分别比，属于半染色单体转变；(2). 一个杂种分子得到校正，另一条未校正，有丝分裂后分别构成 5:3 或 3:5 的分别比，属于半染色单体转变；(3). 两个杂种分子都被校正到同一种类型，有丝分裂后分别构成 6:2或2:6 的分别比，属于染色单体转变；(4). 两个杂种分子都被校正到不同类型，有丝分裂后分别

9、构成 4:4 分别比，未出现基因转变；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制 Holliday 模型中为对称的杂合双链，而实践情况有不均等分别景象，1975年Meselson-Radding 提出模型解释这种不对称重组景象；三、Meselson Radding模型修复校正：假设一个杂种分子被校正为野生型(突变型)，另一个未被校正+/+/g+/g g/g+g+gg+g+ gg修复校正：假设一个杂种分子被校正为野生型，另一个未被校正+g+ gg+g gg三型子囊四型子囊+/+/g+/g g/g+g+gggg+gg+g gg修复校正：假设一个杂种分子被校正为突变型，另一个未被校正+ggg+ gg+

10、ggg gg三型子囊四型子囊Meselson-Radding 模型困难非对称的异源双链区对称的异源双链区哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制负干涉：两个临近基因，或者是同一基因不同突变点间，双交换的频率比预期高，并发系数C1，即一个区域的交换引起临近区域交换的添加；部分负干涉：有些噬菌体、细菌或真菌的某些部分位点明显的出现负干涉的景象；(五) 基因转变与高度负干涉基因转变时的高度负干涉：伴随重组的基因转换经常能模拟双交换的结果，仿佛是一次交换添加了附近基因交换的几率；哈工大-遗传学第六章 同源重组的分子机制共转变：子囊中几个相近位点同时发生转换的景象； m1 + m1 + m1 + m1 + m1 + + + m1 + + m2 + m2 + m2