第6章 遗传重组.ppt

1、第六章 遗传重组,第一节 遗传重组的类型,一、同源重组 二、位点专一性重组 三、异常重组,一、同源重组(homologous recombination),依赖大范围的DNA同源序列的联会。 两个染色体或DNA分子相互交换对等的部分。 负责DNA配对和重组的蛋白质因子无碱基序列的特异性，大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白质。 重组热点 异染色质及其附近区域就很少发生重组； 染色体端部重组频率高； 重组率与臂长成反比。,二、位点专一性重组(site-specific recombination),依赖于小范围特定位置的同源序列的联会 又称为整合式重组(integrative recombinat

2、ion)，又称为保守性重组。 例如噬菌体的整合过程 重组条件： （1）同源序列； （2）位点专一性的蛋白质因子参与催化 （不需要RecA蛋白质的参与）,l phage integrates by site specific recombination (RecA-independent),P,P,l,att site,l 噬菌体通过位点专一性重组整合到细菌基因组中。,细菌上的附着点称为attB，由BOB组成,噬菌体上的附着点称为attP，由POP组成,l phage integrates by site specific recombination (RecA-independent),三、异

3、常重组（illegitimate recombination）,不依赖于序列间的同源性 不需要RecA蛋白参与作用 只依赖于转座区域DNA复制和转座有关的酶，使一段DNA序列插入另一段中，而完成重组 如转座子从染色体的一个区段转移到另一个区段或从一条染色体转移到另一染色体 又称为复制性重组(replicative recombination),第二节 同源重组的分子机制,一、断裂重接模型 二、基因转换现象 三、同源重组的Holliday模型 四、基因转变的分子机制 五、环状DNA分子的重组 六、Meselson-radding模型,一、断裂重接模型（breakage joining model

4、）,CDDarlington 1936年提出 在同源染色体联会时，由于染色体的缠绕而产生张力； 两个相对染色单体在同一位置断裂； 然后彼此和另一染色单体重新连接起来，从而形成重组并消除这种张力。,二、基因转换现象,Olive等广泛研究粪生粪壳菌g座位， g-决定子囊孢子灰色，g+决定子囊孢子的黑色， 在g+g-的杂交中，分析了20万子囊，发现： 0.06%是53分离， 0.05%是62分离， 0.008是3113（或异常44）分离。,基因转换（gene conversion）,粪生粪壳菌子囊,粪生粪壳菌的基因转变,粗糙粗糙脉孢菌基因转变,粗糙脉孢菌中pdxp pdx 杂交,一个基因发生基因转变

5、时，两旁基因常同时发生重组，所以认为基因转变是某种形式的染色体交换的结果。,基因转变的研究，实质上也是染色体交换机制的研究。,三、同源重组的Holliday模型,1964年，R. Holliday提出了重组的杂合DNA模型(hybrid DNA mode)，并作修正,1,2,3,4,四、基因转变及其分子机制,两种校正方式： 不配对的碱基对由核酸外切酶切除，新合成的互补短链在连接酶的作用下连接上去。由于切除的不配对区段的不同，校正后或出现野生型或出现突变型。,动画演示,2020/9/9,第二节 同源重组的分子机制,22,3:1:1:3,半染色单体转变,A,B,b,a,A,b,a,B,A,T,C,

6、G,G,G,A,C,T,5 : 3,C,半染色单体转变,A,B,b,a,A,b,a,B,A,T,C,G,G,G,A,C,T,6 : 2,C,染色单体转变,G,A,B,b,a,A,b,a,B,A,T,C,G,G,G,A,C,T,4 : 4,T,G,五、环状DNA分子的重组,放大,2020/9/9,第七章 遗传重组,29,证据,图片1,图片2,六、Meselson-radding模型,1、问题的提出5:3分离的两种修复方式,A,B,a,b,G,A,C,T,A,B,a,b,G,A,C,T,A,B,a,b,G,A,C,T,C,G,2,1,A,B,b,a,A,T,C,G,G,A,B,a,b,G,A,C,

7、T,C,1,第一种方式（三型）,A,B,G,C,A,B,A,B,A,B,G,C,G,C,G,C,a,b,G,C,A,T,a,b,A,T,a,b,A,T,a,b,A,B,b,a,A,T,C,G,G,A,B,a,b,G,A,C,T,G,2,第二种方式（四型）,A,B,G,C,A,B,A,B,A,B,G,C,T,A,G,C,a,b,G,C,C,G,a,b,A,T,a,b,A,T,a,b,事实上（1982）,2,1,四型子囊数,三型子囊数,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型1,A,B,a,b,A,B,a,b,(1)切断单链nicking,六、Meselson-radding模型,

8、2、M-R模型2,A,B,a,b,(2)链置换strand displacement,A,B,a,b,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型3,A,B,a,b,(3)单链侵入single strand invasion,A,B,a,b,单链泡,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型4,(4)泡切除loop cleavage,A,B,a,b,A,B,a,b,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型5,A,B,a,b,(5)链同化和碎链吸收strand assimilation,A,B,a,b,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型6,A,B,a,b,两个末端连接,A,B,a,b,六、Meselson-radding模型,2、M-R模型7,分支迁移branch migrati