DNA的重组与转座课件

第7章DNA的重组与转座Section7DNArecombinationandTransposition同源重组（homologousrecombination)位点特异性重组(site-specificrecombination)转座作用(transposition)逆转录转座子(retrotransposons)1同源重组（Homologousrecombination）同源重组:在有相同或近于相同碱基序列（75bp以上）的DNA分子之间的遗传交换，发生在减数分裂过程。同源重组具备的条件：

1）两条同源双链DNA分子紧密结合；

2）两个DNA链上同一个部位的单链断裂Holliday模型（同源重组的分子模型）2ChapterF4DNA重组（DNArecombination)

chiHolliday结构3同源重组的酶学机制细菌Ecoli的同源重组过程上图（1）两条同源双链DNA分子排列在一起（2）核酸酶和RecBCD蛋白质复合体在DNA特定序列chi(GCTGGTGG)上产生缺口

(3)5’-端切口被RecA蛋白包裹形成RecA-ssDNA细丝，这些细丝相互交换并寻找相对的DNA双螺旋上的相应序列，形成Holliday结构。（4）Holliday的中间体以两种方式中的一种拆分为两个DNA双螺旋。5与DNA重组有关的酶

(EnzymeintheDNArecombination)名称编码基因主要功能RecA（重组作用蛋白A）recA1.诱发SOS反应和促进单链DNA与同源双链DNA分子发生链的交换；2.具有多种酶促活性，包括具有蛋白水解酶的活性。RecErecE外切核酸酶活性，参与DNA重组RecFrecF与双链DNA和单链DNA结合RecOrecO促进互补的单链DNA的复性RecRrecR参与DNA的修复与重组RecBCD(重组酶BCD)recB,recC,recD1.依赖于ATP的外切酶的活性；2.可被ATP增强的内切酶的活性；3.ATP依赖的解旋酶的活性。RuvA(DNA重组与修复蛋白）ruvADNA解旋酶。特异的作用于Holliday衔接点，并与RuvB相互作用，促进RuvA及RuvB沿着DNA链移动及双链DNA的解旋。RuvBruvB一种ATP酶，具解旋酶的活性。RuvCruvC以低速度剪切Holliday衔接点。6细菌的同源重组细菌的基因转移有四种机制：1.接合(Conjugation)2.转化(Transformation)3.转导(Transduction)4.细胞融合(CellFusion)细菌可以通过多种途径进行细胞间基因转移，并通过基因同源重组以适应随时改变的环境。7细菌的遗传转化(Bacterialgenetictransformation)ExogenousDNAinsertintovectorHeattransformationElectroporationPEGmediatedforcellsGenegun(Microprojectilebombardment)AgrobacteriummediatedResteictionEnzyme-mediatedDNAIntergration(REMI)fortissues转化TransformationCompetentcell9EletroporationGenegunorParticlegun10转导(Transduction)λbacteriophages细菌的细胞融合(CellFusion)11位点特异性重组的例子：1.λ噬菌体DNA的整合与切除；2.细菌的特异位点重组；1.λ噬菌体DNA的整合与切除：λ噬菌体将自身的基因组插入E.coli染色体的特定位点，两者DNA上的连接位点处有15bp的序列是相同的。（下图）13142.细菌的特异位点重组特异重组位点14bp15DNA的转座(DNATransposition)转座子的概念（Transposonintroduction)转座子的分类(Transposontypes)转座过程发生的机制(ThemechanismofTransposition)转座子转座的特征(TheCharacterofTransposition)转座引起的遗传学效应真核生物的转座因子(TheTransposableelementinEukaryote)17转座子的概念（Transposonintroduction)转座子transposon:基因组中可以移动的一段DNA序列转座：一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称之。转座作用也称做异常重组。转座子的发现：1941年，BarbaraMcClintock在玉米上发现1819ChapterF4DNA重组（DNArecombination)

转座子的种类（1）IS(Insertionsequence)元件或插入序列（原核生物）：细菌的一小段可转座元件，它可以插入到基因组的数个部位中。目前发现的有10余种，大小约为1-2kb。结构特点：含一个转座酶基因，编码与转座有关的蛋白质；两侧为短的（~20bp）末端反向重复序列。功能：使转座子相邻的片段转座。转座子也具有穿越原核种间障碍的能力。插入过程：图2122（2）Tn转座子（复合型转座子）特点：1）含一个转座酶基因，基因末端为反向重复序列；2）中间含有标记基因；3）转位后，靶位点成为正向重复序23非复制型转座复制型转座25转座子转座的特征(TheCharacterofTransposition)转座不依赖recA转座后靶序列重复转座子的插入具有专一性转座具有排他性转座具有极性效应活化临近的沉默基因区域性优先2629逆转录转座子(retrotransposons)逆转录转座子也就是反转录转座子，如酵母中6kb的Ty元件，特点：Ty元件两侧为长末端重复序列（LTR），插入过程为DNA反转录RNADNA双螺旋中插入其他地方30思考题：（1）简述DNA重组的类型及特点？与DNA重组有关的酶主要有哪些？（2）用简图画出DNA同源重组的Holliday模型。（3）细菌基因转移的主要途径有哪些