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第三十五章 DNA 的重组

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.

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第三十五章 DNA 的重组

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Presentation Transcript

  1. 第三十五章 DNA的重组

  2. 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

  3. （一）同源重组的分子模型—Holliday模型

  4. 片段重组体 拼接重组体

  5. 产生3’单链末端

  6. DNA修复

  7. （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（fertility factor）、F因子、性因子

  8. 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

  9. 5’

  10. 性导(sexduction)与F΄因子

  11. 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

  12. （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

  13. 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

  14. 烈性噬菌体

  15. 温和噬菌体

  16. 普遍性转导（generalized transduction）

  17. 未整合 整合 • 完全转导 • 流产转导

  18. 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

  19. 普遍性转导与局限性转导的区别

  20. （三）重组有关的酶 1、chi 位点 • 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

  21. 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

  22. 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

  23. 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 assimilation

  24. χ(chi)—sequence 具有物种，基因和genome seq.的特异性 in E.coli genome 1000 chi-seq. chi RecBCD DNA解旋 再螺旋 4-6bp OH RecA-p

  25. 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

  26. 分支迁移

  27. 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

  28. 5、RuvC • 核酸内切酶 • 切开Holliday连接体 • 识别不对称位点ATTG

  29. 二、特异位点重组 （一）λ噬菌体DNA的整合与切除 1、 λ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 切除 整合 （原噬菌体） 整合在附着位点（attachment sites）上发生

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