《分子遗传学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 遗传变异的机理（重组、转位因子）

第七章 遗传变异的机理II 重组

第七章 遗传变异的机理II 重组

第一节一般同源重组 同源DNA序列之间的重组称为 般重组。重组的过程要经历 DNA断裂和重接的过程。 、重组的 Holliday模型

第一节 一般同源重组 同源DNA序列之间的重组称为 一般重组。重组的过程要经历 一个DNA断裂和重接的过程。 一、重组的Holliday模型

11-18 Recombinant 5 Endonuclease nicking Ligation b Strand displacement nick ↓ Ligation nick Heteroduplex DNA molecules Branch migration (e) Endonuclease nicking b Duplex separation (f)A 18o° rotation b Holliday structure(chi form)

11-18

二、重组过程中的酶 般性重组中涉及到三个重组基因的作用 recA,recB,recC。另外还要单链结合蛋白SSB 的作用。 由recB,C基因编码的蛋白质复合体使 DNA双链的一条链打开缺口,并使螺旋部分松 开。SSB结合到单链区使之稳定,recA的蛋白也 能结合到单链上,引导双链形成,使原双链中 相应的单链被置换。交叉的移动由ATP水解来推 动。切口由连接酶封口

二、重组过程中的酶 一般性重组中涉及到三个重组基因的作用： recA，recB，recC。另外还要单链结合蛋白SSB 的作用。 由recB，C基因编码的蛋白质复合体使 DNA双链的一条链打开缺口，并使螺旋部分松 开。SSB结合到单链区使之稳定，recA的蛋白也 能结合到单链上，引导双链形成，使原双链中 相应的单链被置换。交叉的移动由ATP水解来推 动。切口由连接酶封口

Homologous DNA Cross strand exchange Ligate structure Strand nicked nicking on strand exchange a (b) 重组过程的步骤和酶:a)一对同源双链;(b)由recB,C 核酸酶在第一对DNA双链的一条链打开缺口,并使螺旋部 分松开。SSB结合到单链区使之稳定,recA的蛋白也能结合 到单链上,引导双链形成,使原双链中相应的单链被置换; (c)另一对DNA双链的一条链打开缺口并与第一对DNA双链 的一条链配对;(d)切口由连接酶封口;(e)开始180°旋转的 结构

Homologous DNA Strand nicking exchange Ligate nicked strands go on Cross strand exchange structure 重组过程的步骤和酶：(a) 一对同源双链；(b)由recB，C 核酸酶在第一对DNA双链的一条链打开缺口，并使螺旋部 分松开。SSB结合到单链区使之稳定，recA的蛋白也能结合 到单链上，引导双链形成，使原双链中相应的单链被置换； (c)另一对DNA双链的一条链打开缺口并与第一对DNA双链 的一条链配对；(d) 切口由连接酶封口；(e) 开始180o旋转的 结构 (a) (b) (c) (d) (e)

第二节专一性重组 专一性重组指只发生在 特定位置上的重组

第二节 专一性重组 • 专一性重组指只发生在 特定位置上的重组

噬菌体的整合作用 λ噬菌体的整合和切割酶能专一性地识别 λDNA和Ecoi染色体上的特定位点,使λ与宿主 染色体之间发生重组 λ整合切割酶特异切割POP和BOB后,能 在O区产生一个粘性末端,在λ整合酶的作用和 宿主整合因子的参与下,DNA整合进EcO的 染色体中,为专一性重组

一、噬菌体的整合作用 λ噬菌体的整合和切割酶能专一性地识别 λDNA和E.coli染色体上的特定位点，使λ与宿主 染色体之间发生重组 λ整合切割酶特异切割POP’和BOB’后，能 在O区产生一个粘性末端，在λ整合酶的作用和 宿主整合因子的参与下，λDNA整合进E.coli的 染色体中， 为专一性重组

8al BOP 入 POB λ整合酶,宿主整合因子 整合和切割酶 …,8a1 b attB …E. coli dna BOB 入整合和切割酶 E.col重组位点 POP attP 入重组位点 入DNA lectin P packaging 入噬菌体 POP 的整合作用

BOP , POB , gal λ整合酶，宿主整合因子 整合和切割酶 λ BOB , gal bio POP , POP , λ Injection Packaging attB E.coli DNA attP E.coli 重组位点 λ重组位点 λDNA λ整合和切割酶 λ噬菌体 的整合作用

λ整合切割酶 P GCTTTTTTATACTAA P B CGAAAAAATATGATTB At核心区O1整合切割酶 λ整合切割酶特异切割POP和BOB后, 能在O区产生一个粘性末端,在λ整合酶 的作用和宿主整合因子的参与下入DNA整 合进 E coli的染色体中

G C T T T T T T A T A C T A A C G A AA AA A T A T GA T T P B P , B , Att的核心区O λ整合切割酶特异切割POP’和BOB’后， 能在O区产生一个粘性末端，在λ整合酶 的作用和宿主整合因子的参与下λDNA整 合进E.coli的染色体中 λ整合切割酶 λ整合切割酶

对基因表达具调控作用的重组 利用位置特异性重组控制基因表达:沙门氏 菌的相转变:表面鞭毛有H和H型 由于反向重复区的重组会导致插入序列的 翻转。翻转重组的过程大约1次/1000次分裂 由此造成H2和H1基因交替表达,使H和H2两 种表面鞭毛相转变的频率很高

二、对基因表达具调控作用的重组 利用位置特异性重组控制基因表达：沙门氏 菌的相转变：表面鞭毛有H1和H2型。 由于反向重复区的重组会导致插入序列的 翻转。翻转重组的过程大约1次/1000次分裂。 由此造成H2和H1基因交替表达，使H1和H2两 种表面鞭毛相转变的频率很高