第30章+DNA的复制、修复和重组（2）.ppt

1、第三十五章 DNA的重组,一、同源重组(homologous recombination),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（f

2、ertility factor）、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

3、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（generalized transduction）,完全转导 流产转导,局限性转导（restricted transduction）,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

4、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3 4-6bp 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-strand assim

5、ilation,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（attachment sites）

6、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（integration host factor，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

7、便携区（portable region of homology） 为重组提供底物位点 对表型有积极/消极的作用（Selfish DNA）,（一）细菌的转座因子,1、插入序列（Insertion Sequence，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（inverted repeats） 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（replicative transponsition）,非复制型转座（nonreplicative tran