安徽医科大学基础医学院：《生物化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第14章 基因重组和基因工程 Genetic Recombination and Genetic Engineering

第十四章 基因重组和基因工程 Genetic Recombination and Genetic Engineering montags 20:15 Uhr 2005 Touchetone Tolovision

基因重组和基因工程 Genetic Recombination and Genetic Engineering 第 十 四 章

基因重组(gene recombination)是指DNA片 段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进 行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的 功能。 基因工程(genetic engineering)是指采用人 工方法将不同来源的DNA进行重组，并将重组 后的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过 程

◼ 基因重组(gene recombination)是指DNA片 段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进 行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的 功能。 ◼ 基因工程(genetic engineering）是指采用人 工方法将不同来源的DNA进行重组，并将重组 后的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过 程

无法显示该图片。 第一节 DNA的重组 DNA Recombination

第 一 节 DNA的重组 DNA Recombination

DNA重组 同源重组(homologous recombination) 接合作用(conjugation) 转化作用(transformation) 转导作用(transduction) 位点特异的重组(site-specific recombination) 转座(transposition)

DNA重组 接合作用 (conjugation) 转化作用 (transformation) 转导作用 (transduction) 转 座 (transposition) 同源重组 (homologous recombination) 位点特异的重组(site-specific recombination)

同源重组(homologous recombination) 发生在同源序列间的重组称为同源重组， 又称基本重组。是最基本的DNA重组方式， 通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同 源序列间进行单链或双链片段的交换。 以E.col的同源重组为例，了解同源重组 机制的Holliday模型

发生在同源序列间的重组称为同源重组， 又称基本重组。是最基本的DNA重组方式， 通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同 源序列间进行单链或双链片段的交换。 以E.coli的同源重组为例，了解同源重组 机制的Holliday模型。 一、同源重组(homologous recombination)

Holliday模型中，同源重组主要4个关键步骤 ①两个同源染色体DNA排列整齐 53 3 3 5 3 ② 一个DNA的一条链断裂、并与另一个 DNA对应的链连接，形成Holliday中间体 ③通过分支移动产生异源双链DNA

①两个同源染色体DNA排列整齐 5´ 3´ 5´ 3´ 5´ 3´ 3´ 5´ ②一个DNA的一条链断裂、并与另一个 DNA对应的链连接，形成Holliday中间体 ③通过分支移动产生异源双链DNA Holliday模型中，同源重组主要4个关键步骤

53 3 5 3 5 内切酶 3 5 (recBCD) 335 5 3 5 3 DNA侵扰 (recA) 3 3 3 分支迁移 3 5 5 (recA) 35 5 3 3 内切酶 (recBCD) 5 3 DNA 5 连接酶 58 3 5 3 5 85 3 3 3 Holidayt中间体

内切酶 (recBCD) DNA侵扰 (recA) 分支迁移 (recA) 内切酶 (recBCD) DNA 连接酶 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´ Holiday中间体 5 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 3 ´ 5 ´ 3 ´ 5 ´

④Holliday中间体切开并修复，形成两个双链 重组体DNA,分别为： 1、片段重组体（见模型图右边产物)： 切开的链与原来断裂的是同一条链，重组 体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本 DNA。 2、拼接重组体（见模型图左边产物)： 切开的链并非原来断裂的链，重组体异源 双链区的两侧来自不同亲本DNA

④Holliday中间体切开并修复，形成两个双链 重组体DNA，分别为： 1、片段重组体 （见模型图右边产物）： 切开的链与原来断裂的是同一条链，重组 体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本 DNA。 2、拼接重组体（见模型图左边产物）： 切开的链并非原来断裂的链，重组体异源 双链区的两侧来自不同亲本DNA

3 5 5335 3553 53 Holiday中间体 内切酶 内切酶 3 ruvC) (ruvC) 3 3 DNA DNA 连接酶 3 连接酶 5 31 5 拼接重组体 片段重组体 53 3 3

Holiday中间体 5´ 3´ 5´ 3´ 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ 3´ 5´ 5´ 5´ 3´ 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 5´ 3´ 3´ 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 5´ 3´ 3´ 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 5´ 3´ 3´ 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 5´ 3´ 3´ 3´ 3´ 内切酶 内切酶 (ruvC) (ruvC) DNA 连接酶 DNA 连接酶 拼 接 重 组 体 片 段 重 组 体

二、细菌的基因转移与重组 (一)接合作用 当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接 触时，质粒DNA从一个细胞（细菌)转移 至另一细胞（细菌)的DNA转移称为接合 作用(conjugation)

二、细菌的基因转移与重组 （一）接合作用 当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接 触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移 至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合 作用(conjugation)