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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. - PowerPoint PPT Presentation
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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
(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
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,细菌开始摄取外源 DNA
多为单链摄入,另一条链在膜上降解
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
普遍性转导与局限性转导的区别区别要点 普遍性转导 局限性转导转导发生的时期 裂解期 溶原期转导的遗传物质 供体菌 DNA 任
何部位或质粒噬菌体及供体菌特定部位 DNA
转导的后果 完全转导或流产转导
受体菌获得供体菌 DNA 特定部位的遗传特
性转导频率 较低 增加 1000 倍
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
χ(chi)—sequence 具有物种,基因和 genome seq. 的特异性
in E.coli genome 1000 chi-seq.
chiRecBCD
4-6bpOH
RecA-p
DNA 解旋 再螺旋
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
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(原噬菌体)
整合切除
整合在附着位点( attachment sites )上发生
• 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—— λ 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
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 repeat
s )旁侧为宿主 DNA短正向重复序列