单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,遗传重组,发,生,生：,减,减,数,数,分,分,裂,裂,生,生,殖,殖,细,细,胞,胞,内,内,，,，,体,体,细,细,胞,胞,地,点,点：,核,核,基,基,因,因,间,间,，,，,叶,叶,绿,绿,体,体,基,基,因,因,间,间,，,，,线,线,粒,粒,体,体,基,基,因,因,间,间,；,；,作,用,用：,保,保,证,证,了,了,遗,遗,传,传,多,多,样,样,性,性,为,为,选,选,择,择,奠,奠,定,定,了,了,物,物,质,质,基,基,础,础,使,使,生,生,物,物,得,得,以,以,进,进,化,化,发,发,展,展,，,，,与,与,突,突,变,变,一,一,起,起,是,是,变,变,异,异,的,的,来,来,源,源,主,要,要,内,内,容,容,遗,传,传,重,重,组,组,的,的,类,类,型,型,同,源,源,重,重,组,组,的,的,分,分,子,子,机,机,制,制,位点专一性重组,转座（下一章）,一、遗传重组的,类,类型,同源重组,(,homologous recombination),位点专一性重组,(,site-specific recombination),异常重组,（,illegitimate recombination）,遗传重组主要类,型,型：(依据对,DNA,序列和,所需蛋白质因子,的,的要求),（一）同源重组,(,homologous recombination),依赖大范围的,DNA,同源序列的联会，重组过程中，,两,两个染色体或,DNA,分子交换对等的部分。,例：真核生物同,源,源染色体非姊妹,染,染色单体交换；,细,细菌的转化、转,导,导、接合；噬菌,体,体的重组,条件：2个,DNA,分子序列同源，重组就可在此,序,序列中的任何一,点,点发生。,需要重组的蛋白质参,与,与；（例如.大肠,杆,杆菌：,RecA,蛋白）,蛋白质因子对,DNA,碱基序列的特异,性,性要求不高；（存在重组热,点,点和序列长度的,影,影响）,真核生物染色质的状态影响重组的频率,。,。,（二）位点专一,性,性重组（保守性,重,重组）,(,site-specificrecombination),依赖于小范围同,源,源序列的联会。重组时发生精,确,确的切割、连接,反,反应，,DNA,不失去，不合成。两个,DNA,分子不交换对等部分,如:,噬菌体,DNA,和大肠杆菌,DNA,的整合和切除,位点专一性重组,发生在小范围同源序列（绿色）,有时是一个,DNA,分子整合到另一,个,个,DNA,分子中，又称整合式重组,位点专一性重组,使二聚体环状,DNA,分子形成两个单,体,体环状,DNA,（三）,异常重组,（,illegitimate recombination）,完全不依赖于序,列,列间的同源性而使一段,DNA,序列插入另一段,中,中。但在形成重,组,组分子时往往依,赖,赖,DNA,复制而完成重组,过,过程，因此又称复制性重组。,如转座子：,既不依赖序列间的,同,同源性，也不需要,RecA,蛋白参与,只依赖转座区域,DNA,复制和转座有关,的,的酶。,二、同源重组的,分,分子机制,1937年,Darlington,提出,（一）基因重组,的,的经典模型,1.断裂和重接,模,模型,不能解释基因转变现象,2.模板选择学,说,说（,copy choice）,BellingJ.,首先提出的，,1933年他又,撤,撤回了这一假设,。,。,(1)违背了,半,半保留复制；,(2)复制应,在,在,S,期，重组应在偶,线,线期，不应同时,发,发生。,(3)不能解释3线和4线交换,。,。,（二）同源重组,的,的,Holliday,模型,Robin Holliday,于1964年提出了重组的杂和,DNA,模型，又称,Holliday,模型。,A B,a b,A B,a b,A、,同源的非姊妹染,色,色单体联会；,B：,同源非姊妹染色,单,单体,DNA,中两个方向相同,的,的单链，在,DNA,内切酶的作用下，在相同位置同时,切,切开；,A B,a b,A B,a b,C：,切开的单链交换重接;,D：,形成交联桥结构；,A B,a b,E：,交联桥沿配对,DNA,分子“移动”。,两,两个亲本,DNA,分子间造成一大,段,段异源双链,DNA（Holliday,结构）,A,B,a,b,F：E,和,F,相同,A,B,a,b,G：,绕交联桥,旋转180,0,；,A,B,a,b,H.,形成,Holliday,结构的异构体,A,B,a,b,上下切,A,b,a,B,若,上下切,则形成,重组体,左右切,A,B,a,b,I,若,左右切,，则形成,非重组体,A,B,a,b,K,不管怎样断裂，,都,都含有一个异源双链,DNA,区,（三）基因转变,及,及其分子机理,1.异常分离与,基,基因转变,基因转变(,gene conversion)：,在减数分裂过程,中,中，一个基因转,变,变为它的等位基,因,因的遗传学现象。（,源于基因重组,）,Neurospora,的 杂交子囊类型,子囊类型,分裂类型,M,I,M,I,M,II,M,II,M,II,M,II,非交换型,交换型,Neurospora,中,pdxppdx,杂交，,其中个子囊的,结,结果,孢子对,第一对,第二对,第三对,第四对,子囊,pdxp pdx ,pdx ,pdx pdxp pdxp,pdxp,pdx ,pdx pdxp pdx pdx ,pdxp：,酸度敏感的,V,B6,需要型,pdx：,酸度不敏感的,V,B6,需要型,pdx,pdxp,pdx,pdxp,pdx,pdx,pdxp,pdxp,pdx,pdx,pdxp,2.基因转变的,类,类型,染色单体转变（,chromatid conversion,）：减数分裂的4,个,个产物中，有一个发生了基,因,因转变，出现6：2（或2：6）的子囊,半染色单体转变（,Half-chromatidconversion,）：减数分裂的4个产物中，有一个产物的一,半,半或两个产物的各一,半,半发生了基因转变,，,，出现5：3（或3：5）或3：1：1：3的子囊,又称,减数后分离,：等位基因的分离发生在减数分裂后的有丝分裂中.,异常4：4,Holliday,模型表明在异源双链区存在,着,着不配对碱基,3.基因转变的,分,分子机制,44,正常分离,+,+,g,g,未重组，无,异源双链,+,g,g,+,+,g,两杂种分子都校正,（按亲型）,+,+,g,g,44,正常分离,都校正为+或,g,时,+,g,+,+,+,g,g,+,+,g,62,异常分离,染色单体转变,+,g,g,+,+,g,+,g,g,+,+,g,一个杂种分子校正为+或,g,时,+,g,g,+,+,都未校正,+,g,g,+,+,g,53,异常分离,3:1:1:3,异常分离,半染色单体转变,一个杂种分子,校正为+或,g,时,两个杂种分子,均未校正,两个杂种分子,都校正为+或,g,时,两个都校正,(按亲型),3:1:1:3,53,3 5,62,26,44,正常,基因转变实质上是异源双链,DNA,错配的核苷酸对在修复校正过程,中,中所发生的一个,基,基因转变为它的,等,等位基因的现象,。,。,三、位点专一性,重,重组,依赖于小范围同,源,源序列的联会。重组时发生精,确,确的切割、连接,反,反应，,DNA,不失去，不合成。两个,DNA,分子不交换对等部分（有时是一个,DNA,分子整合到另一,个,个,DNA,分子中，又称整合式重组）,（一）,噬菌体的整合和,切,切除,裂解状态:,噬菌体以独立的,环,环状分子存在,溶源状态:,噬菌体,DNA,是细菌染色体的,整,整合部分(称为原噬菌体),进入溶源状态:,DNA,整合到宿主基因组中.,由溶源状态转为,裂,裂解状态:需要,DNA,从宿主,DNA,上切除下来.,整合和切除是通,过,过细菌和噬菌体,DNA,上的特定附着位点(,Attachmentsites),之间的重组实现,的,的。,噬菌体的,att,位点:记为,attP,由,P,、,O,和,P,组成,大肠杆菌,att,位点:记为,attB/att,由,B,、,O,和,B,组成,1.,整合：,BOB,+POP,BO,P,PO,B,Int,IHF,细菌 噬菌体 原噬菌体,2.,切除：,BO,P,PO,B,BOB,+POP,Int,IHF,Xis,原噬菌体 细菌 噬菌体,整合反应需要噬菌体基因,int,产物“整合酶”(,Int),和整合宿主因子(,Integration host factor，IHF),。,切除反应除了需要,Int,和,IHF,以外，还需要噬,菌,菌体基因,xis,产物（切除酶）。,（二,）,位点专一性重组,涉,涉及断裂和重连,?,P,O,P,B,O,B,P,O,P,B,O,B,P,O,P,B,O,B,绕交联桥旋转180,0,上下切,分支沿着同源区移动7,bp,长的距离,B,O,P,P,O,B,1.,POP:,O(,核心序列),15,bp,富含,A-T,的非对称序列；,P,为-160 0的160,bp,序列,P,为0 80,的,的80,bp,序列,共240,bp,2.BOB:,B,为-11 0,序,序列,B,为0 11序,列,列,共23,bp,（三,）,位点专一性重组,的,的核苷酸序列,attP,上,Int,和,IHF,的结合点,切割位点,众多的,Int,蛋白在,attP,位点,形,形成整合,体,体，整,合,合体,通,通过,识,识别,游,游离,DNA,的,attB,位点,起,起始,位,位点,特,特异,性,性重,组,组。,本章,小,小结,*一、,遗,遗传,重,重组,的,的类,型,型：同,源,源重,组,组,、,、位,点,点专,一,一性,重,重组,、,、异,常,常重,组,组,二、,同,同源,重,重组,的,的分,子,子机,制,制,（一,）,）基,因,因重,组,组的,经,经典,模,模型,：,：1.,断,断裂,和,和重,接,接模,型,型2.模,板,板选,择,择学,说,说,*（二,）,）同,源,源重,组,组的,Holliday,模型,*（三,）,）基,因,因转,变,变及,其,其分,子,子机,理,理,1.,异,异常,分,分离,与,与基,因,因转,变,变,2.,基,基因,转,转变,的,的类,型,型：,染,染色,单,单体,转,转变,、,、半,染,染色,单,单体,转,转变,（,（又,称,称减,数,数后,分,分离,）,）,3.,基,基因,转,转变,的,的分,子,子机,制,制,基因,转,转变实质,上,上是异源,双,双链,DNA,错配,的,的核,苷,苷酸,对,对在修,复,复校,正,正过,程,程中,所,所发,生,生的,一,一个,基,基因,转,转变,为,为它,的,的等,位,位基,因,因的,现,现象,。,。,