河北农业大学：《分子生物学》课程教学资源（PPT课件）第十章 遗传重组

第十章遗传重组 (e)KI

第十章 遗传重组

概述 第一节同源重组 第二节位点专一性重组 第三节细菌中的转座成分 第四节真核生物中的转座成分

概述 第一节 同源重组 第二节 位点专一性重组 第三节 细菌中的转座成分 第四节 真核生物中的转座成分

概述： ·只要有DNA,就会发生重组 减数分裂 高等Eūk体细胞核基因、叶绿体和线粒体 温和噬菌体 转座子转座 ·生存→变异→突变，重组 损伤修复、适应环境、加速进化 ·广义遗传重组：任何造成基因型变化的基因交流过程

概述： ◘ 只要有DNA，就会发生重组 减数分裂 高等Euk.体细胞核基因、叶绿体和线粒体 温和噬菌体 转座子转座 ◘ 生存→变异→突变，重组 损伤修复、适应环境、加速进化 ◘ 广义遗传重组：任何造成基因型变化的基因交流过程

狭义遗传重组：涉及到DNA分子内断裂-复合的基因交流 0 重组可分为四类(（DNA序列、蛋白质因子) 表13-1 四种DNA遗传重组的特征 类 型 需同源序列 需RrA蛋白 需序刿特异性的酶 位点特异性 同源 转座 异常不正常 ·遗传重组与重组DNA技术

◘ 重组可分为四类（DNA序列、蛋白质因子） ◘ 狭义遗传重组：涉及到DNA分子内断裂-复合的基因交流 ◘ 遗传重组与重组DNA技术 异常

第一节同源重组

第一节 同源重组

一、特征 1、同源重组(homologous recombination): 发生在同源DNA序列之间 2、特征： ·涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大 ·涉及DNA分子在特定的交换位点发生断裂和错接的生化过程 异源双链区的生成 ·存在重组热点 ·需要重组酶 ·单链DNA分子或单链DNA末端是交换发生的重要信号

1、 同源重组（homologous recombination）: 发生在同源DNA序列之间 一、特征 2、 特征： ◘ 涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大 ◘ 涉及DNA分子在特定的交换位点发生断裂和错接的生化过程 异源双链区的生成 ◘ 存在重组热点 ◘ 需要重组酶 ◘ 单链DNA分子或单链DNA末端是交换发生的重要信号

Progress through meiosis Molecular interadions Leptotene Condensed 细线期 八八M八Each chromosome has chrom osomes NTNN replicated,and consists of become visible,often 2 sister chromatids de.g. attached to nuclear envelope N入N八N 八八八八N Euk.减数分裂时 的染色单体之间 Zygotene 合线期 Chromosomes begin N入入入入Initiation pairing in lim ited N八八 的交换 region or regions 入NM八入八N N入入入八入 细菌的转化，转 导，接合，噬菌体 P achytene 粗线期 Synaptonem al 八v八八八八八Strand exchange complex extends 八八价N Single strands exchange 重组 along entire length of paired chromosomes 八入入N 八 Diplotene 双线期 Assimilation Chromosomes N八N Region of exchanged separate but are held 闭八八 strands is extended together by chiasmata 风风八N Diakinesis 终变期 Chromosomes DVXVX Resolution condense,detach from envelope; 癸 八 chiasmata remain.All 八元八八 4 chromatids become VVVVV visible

细线期 合线期 粗线期 双线期 终变期 ◘ e.g. Euk.减数分裂时 的染色单体之间 的交换 细菌的转化， 转 导，接合，噬菌体 重组

双倍体染色体交换 Centromere Centromeres Homolog Homologous pair Homolog Chromatids Tetrad Crossover point (chiasma) (b) Figure 24-26 Crossing over.(a)The homologous chromosomes of a grasshopper are shown during (a 2m prophase I of meiosis.Multiple points of joining (chiasmata)are evident between the two homolo-

双倍体染色体交换

二、同源重组的机制 1、 断裂复合及Holliday中间体的形成 ·同源重组都涉及到DNA分子内的一一断裂一复合 ·Holliday结构 同源重组中连接两个DNA双链的交换中间物含有4股DNA链， 在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点为. ▣Holliday:结构形成的分子机制（断裂复合起始机制) 有双链侵入模型、单链侵入模型、双链断裂修复模型等多种

二、同源重组的机制 1、 断裂复合及Holliday中间体的形成 ◘ Holliday结构 同源重组中连接两个DNA双链的交换中间物含有4股DNA链， 在连接处为了转换配对所形成交叉链的连接点为. ◘ Holliday结构形成的分子机制（断裂复合起始机制） 有双链侵入模型、单链侵入模型、双链断裂修复模型等多种 ◘ 同源重组都涉及到DNA分子内的－－断裂—复合

3 C D B Homologous DNA from the recipient(dark lines) 5 and donor (light lines).Note the 5'to 3'orientation. 切割 The letters shown above and below the DNA strands 5 represent different genetic alleles (e.g.,"A"might be a wild-type allele and "a"a mutant allele). Meselson-Radding模型 单链入侵模型（链转移模型） 5■ 置换 Single strand nick in the donor DNA DNA synthesis causes strand displacement. The displaced sDNA pairs with the recipient DNA, 侵入 forming a heteroduplex.The unpaired recipient DNA forms a "D-loop". Nucleases remove the unpaired D-loop DNA. L00p切除 同化异构化分支迁移 Strand-exchange produces a Holliday structure (X-over)which can branch migrate to extend the length of heteroduplex

3‘ 5‘ 5‘ 3‘ Meselson-Radding模型 单链入侵模型（链转移模型） 置换 侵入 Loop切除 同化 异构化 分支迁移 5’ 切割