第03章-基因的轉(zhuǎn)移和重組

1、精品文檔第三章基因的轉(zhuǎn)移和重組自然界的基因轉(zhuǎn)移和重組是基因變異和物種進(jìn)化的基礎(chǔ)，也在繁殖、病毒感染、基因表達(dá)以及癌基因激活等過(guò)程中起重要的作用。人們正是對(duì)自然界基因轉(zhuǎn)移和重組的認(rèn)識(shí)，才發(fā) 展起DNA重組技術(shù)。第一節(jié)基因的轉(zhuǎn)移一、細(xì)菌的接合（一）概念：細(xì)菌細(xì)胞通過(guò)相互接觸使遺傳信息從供體細(xì)胞單向轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞的過(guò)程。在發(fā)現(xiàn)接合以前，人們就對(duì)細(xì)菌的雜交進(jìn)行探索，但存在兩大難題不易解決。1 . a+b xab+雜交后得到的重組子頻率很低，和基因回復(fù)突變的頻率相接近。難以確定a + b+是由于a+b或a-b +親本回復(fù)突變而產(chǎn)生，還是真正的重組產(chǎn)物。2 .現(xiàn)已知道細(xì)菌重組頻率低于 10-6 ,觀察百萬(wàn)

2、個(gè)菌落以上才可能出現(xiàn)一個(gè)重組菌落, 對(duì)于當(dāng)時(shí)用形態(tài)特征作為研究對(duì)象來(lái)說(shuō)，工作量太大。（二）實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、1946年，萊德伯格（Lederberg ）和塔特姆（Tatum ）的多重營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌雜交實(shí)驗(yàn)。met', bib,而七記戲伴江林2、1950年，戴維(Davis,B.D.)U 型管實(shí)驗(yàn)(三)遺傳物質(zhì)的單向轉(zhuǎn)移1953年，海斯(Hayes , W)在重復(fù)萊德伯格和塔特姆的雜交實(shí)驗(yàn)之前，先用高劑量的鏈霉素處理 A菌株，結(jié)果A菌株受處理后雜交結(jié)果不受影響，而B(niǎo)菌株受處理后卻完全阻止了重組的發(fā)生。這意味兩個(gè)菌株在雜交過(guò)程中的作用是不同的，可能不是交互的過(guò)程。因?yàn)殒溍顾乜梢宰柚辜?xì)胞分裂，繼而殺

3、死細(xì)胞，但它還可以讓雜交持續(xù)一個(gè)短時(shí)間，A菌株在雜交后被殺死，但并不影響雜交結(jié)果，表明它是一種供體， 像雄性動(dòng)物一樣，交配后被殺死不影響后代。而 B菌株像是一種受體，和雌性動(dòng)物一樣，受孕后被殺死的話，就不會(huì)產(chǎn)生后代。海斯的結(jié)論認(rèn)為細(xì)菌在接合過(guò)程中，兩個(gè)親本在雜交中所起作用不同，有供體和受體之分，相當(dāng)于“雄性“和“雌性”(四)F因子的發(fā)現(xiàn)海斯將放入冰箱一年之久的一個(gè)菌種A (strs )和B ( strs )進(jìn)行雜交，A菌株是推測(cè)的雄性，B菌株是推測(cè)的雌性，結(jié)果和預(yù)期不同，不能產(chǎn)生重組子。他將A菌種進(jìn)行誘變，使其由 strs變成strr,以便試著和另一品系 A ( strs )雜交，結(jié)果是可育的

4、，說(shuō)明原來(lái)的雄性A菌株放在冰箱內(nèi)一年變成了雌性，即從供體變成了受體。以上實(shí)驗(yàn)完成不久，萊德博格和她的妻子也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。他們對(duì)此的一致解釋是，所謂的供體或雄性是細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)有一種致育因子(fertilityfactor , F), F +表示，而雌性品系缺乏這種F因子，以F表示。原先的F +品系(A)放置冰箱一年后丟失的 F因子，變成了 F-,作為F白A A品系不能 和另一 F 的B品系雜交，所以不育。丟失 F因子的A菌株經(jīng)誘變后其基因型由 strs變?yōu)?strr，但仍為F,作為F 的A菌株可與另一品系的 F+的A ( strs)雜交，經(jīng)strr選擇 培養(yǎng)基篩選出的重組子仍是 F+ (str

5、r),獲得的重組子和 F 的(strs )雜交仍然可育，這 樣便發(fā)現(xiàn)了 F因子。F因子存在的細(xì)菌為 F+, F因子喪失的細(xì)菌為 F-, F +細(xì)胞分裂后仍為 F+,在這一點(diǎn) 上F +類(lèi)似于染色體基因。但F并不是染色體基因，因?yàn)槿旧w基因不那么容易消失，且染色體基因的轉(zhuǎn)移頻率不超過(guò)10 6,而F因子的轉(zhuǎn)移頻率很高。所以 F因子是染色體外的遺傳結(jié)構(gòu)，即質(zhì)粒。產(chǎn)氣3亡產(chǎn))|丟失NF(£rs) X F(str)1 I誘變I不育I I f (3爐)| X |百亡產(chǎn))|I Str工一 (兇立產(chǎn))X可育(五)F因子的特性高頻重組菌(high frequency recombination , Hf

6、r)：從F+菌株中可以得到重組頻率高于F+菌株1000倍的菌株，是由F因子通過(guò)同源重組整合到宿主染色體上形成的。隨意編輯F- F. coti (fernale)Bacterial ronnosomesF+ £, coli f、(male)二:二；F (iertElity) J factorConju-J) gation J l tube .Conjugating celh； copy of F factor transferred to F-ce(lf * cell becomes P it obtains a copy of F factor; both cells W(ithE&

7、#167;i n a complementary ONA strandF* males, eparaie1 .F +和F 能雜交，Hfr和F一菌株能接合，F(xiàn) 和F 不能接合。2 .F +和Hfr細(xì)胞表面有性菌毛，F(xiàn)-細(xì)胞表面沒(méi)有性菌毛，性菌毛與細(xì)菌接合有關(guān)。3 .Hfr菌與F 菌接合后F 很少變?yōu)镕+ , F+與F接合后，F(xiàn) 常變?yōu)镕+。4.Hfr細(xì)菌經(jīng)口丫咤橙處理后，性質(zhì)不變，F(xiàn) +經(jīng)口丫咤橙處理后變?yōu)?F-o（六）F因子的遺傳結(jié)構(gòu)F因子是一種質(zhì)粒，為環(huán)狀閉合雙漣 DNA ,長(zhǎng)度為94.5kb ,是大腸桿菌基因組的 2%,其中1/3的基因與接合有關(guān)。F質(zhì)?？稍诩?xì)胞內(nèi)游離，也可以整合到宿主染色

8、體內(nèi)。整個(gè)基因組包括：轉(zhuǎn)移區(qū)、復(fù)制區(qū)、插入?yún)^(qū)Figure 9JS Cknvtic map nf the F (fi'rtifciEy) phsmid of Ek九丁!、Hi, Tht- numbi rs i)n the inicrior show thr si/r ef the plasmid in kilobase pairs. The locations(4 k£y F 中”小 arcfr優(yōu) 113 nMhi rations；。門(mén)T, *>ngin uf transfer:rtriS, origin nf rupJicdtinn: iiicr iricompitab

9、ility 右門(mén)up;jE rfplkalion funtlicns. Thesliown m yellow on 卜 aretrjiHpuybk? elements where intcratioTi ink> idmlical elements on the bMteviftl ehrtraMwome can occur and iesd to 收 tornuibon of ditterent Hfr itrauib (see Sfctinn 也力，轉(zhuǎn)移區(qū)? 由23個(gè)基因組成，構(gòu)成tra操 縱子。? 這些基因分別與性菌毛的形 成，轉(zhuǎn)移因子的轉(zhuǎn)移，雜交對(duì) 的配對(duì)，轉(zhuǎn)移的起始有關(guān)。? 轉(zhuǎn)

10、移的起始區(qū)為oriT ,供體F 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移從oriT開(kāi)始。復(fù)制區(qū)? 復(fù)制區(qū)負(fù)責(zé)質(zhì)粒的自我復(fù)制。? F質(zhì)粒的自主復(fù)制區(qū)中包含復(fù) 制的起點(diǎn)。? F質(zhì)粒的復(fù)制是按0型方式雙 向復(fù)制。插入?yún)^(qū)? F質(zhì)粒的插入?yún)^(qū)包含 4個(gè)插入 順序：2個(gè)IS3, 1個(gè)IS2和1 個(gè)Tn1000。通過(guò)和宿主染色體 上的IS同源重組或通過(guò)轉(zhuǎn)座， F因子可以整合到宿主染色體 不同位點(diǎn)上。? 與質(zhì)粒的整合、切除、分離有 關(guān)。、細(xì)菌的轉(zhuǎn)化（一）概念：細(xì)菌攝取外源 DNA片段產(chǎn)生新的遺傳性狀的過(guò)程。（二）轉(zhuǎn)化發(fā)生條件? 建立了感受態(tài)的受體細(xì)胞? 外源DNA游離分子感受態(tài)：把細(xì)菌能從周?chē)h(huán)境中吸收DNA的生理狀態(tài)稱(chēng)為感受態(tài)。自然感受態(tài)

11、：是細(xì)胞一定生長(zhǎng)階段的生理特性，受細(xì)菌自身的基因控制。人工感受態(tài)：通過(guò)人為誘導(dǎo)的方法使細(xì)胞具有攝取DNA的能力，或人為地將 DNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。（三）自然轉(zhuǎn)化精品文檔1、概念：將不經(jīng)過(guò)特殊處理的細(xì)菌細(xì)胞從其環(huán)境中吸收DNA的過(guò)程稱(chēng)為自然轉(zhuǎn)化。2、過(guò)程：感受態(tài)的出現(xiàn)細(xì)菌細(xì)胞在特定時(shí)期產(chǎn)生一種感受態(tài)因子，該因子與細(xì)胞膜上受體結(jié)合，引起某些感受態(tài)特異蛋白質(zhì)表達(dá)，其中一種是自溶素，它可以使細(xì)胞表面的DNA結(jié)合蛋白及核酸酶裸露出來(lái)，使其具有和 DNA結(jié)合的活性。因此可以說(shuō)細(xì)菌表面出現(xiàn)許多DNA結(jié)合位點(diǎn)就意味著細(xì)菌出現(xiàn)了感受態(tài)。 結(jié)合位點(diǎn)只能與雙鏈接合， 完整的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)化是重要的。 DNA的結(jié)合和

12、進(jìn)入一般認(rèn)為，革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌在轉(zhuǎn)化過(guò)程中DNA結(jié)合和進(jìn)入細(xì)胞的方式有些差異。a革蘭陽(yáng)性菌DNA的結(jié)合和進(jìn)入肺炎鏈球菌為例：細(xì)胞生長(zhǎng)后期，細(xì)胞密度升高時(shí)，細(xì)胞分泌感受態(tài)因子，誘導(dǎo)感受態(tài)出現(xiàn)。雙鏈DNA結(jié)合到細(xì)胞表面特異受體上，核酸內(nèi)切酶將吸附的DNA隨機(jī)切成一些大片斷。核酸外切酶將雙鏈中一個(gè)單鏈分解掉，另一個(gè)單鏈進(jìn)入細(xì)胞。b革蘭陰性菌 DNA的結(jié)合和進(jìn)入流感嗜血菌為例：首先在感受態(tài)細(xì)胞的形成過(guò)程中，流感嗜血菌會(huì)形成一種能結(jié)合雙鏈DNA的膜結(jié)構(gòu)，叫做轉(zhuǎn)化小體，該結(jié)構(gòu)將雙鏈DNA吸收后，能使DNA免受外源DNA酶的降解。轉(zhuǎn)化小體位于細(xì)胞膜表面，與細(xì)胞的內(nèi)鏈被降解為單鏈，單鏈進(jìn)入細(xì)胞。DNA的

13、整合單鏈DNAS入細(xì)胞后，不經(jīng)復(fù) 制便以單鏈的形式與受體 DNA勺同 源部分配對(duì)（可以設(shè)想受體 DNA由 于處于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或其他原因而呈 單鏈）。供體DNA和受體DNA形成 共價(jià)鍵，被交換下來(lái)的一小段受體 單鏈DNAt核酸酶所分解。精品文檔總結(jié)：轉(zhuǎn)化因子與染色體的整合取決于幾個(gè)因素1 . 受體細(xì)胞的感受態(tài)。2 .受體與供體DNA 的同源性。3 .受體細(xì)胞的限制系統(tǒng)，可決定轉(zhuǎn)化因子在整合前是否被分解。4 . 線狀供體的DNA 比環(huán)狀質(zhì)粒的DNA 整合效率更高一些。（四）人工轉(zhuǎn)化：1 、 Ca2 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化：1 ）將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌置入0的 CaCl2 低滲溶液中，使細(xì)胞膨脹，同時(shí)Ca2 使細(xì)胞

14、膜磷脂層形成液晶結(jié)構(gòu)，使得位于外膜與內(nèi)膜間隙中的部分核酸酶離開(kāi)所在區(qū)域，這就構(gòu)成了大腸桿菌人工誘導(dǎo)的感受態(tài)；2 ） 此時(shí)加入DNA ， Ca 2 又與 DNA 結(jié)合形成抗脫氧核糖核酸酶的羥基-磷酸鈣復(fù)合物，并粘附在細(xì)菌細(xì)胞膜的外表面上；3）經(jīng)短暫的42 熱脈沖處理后，細(xì)菌細(xì)胞膜出現(xiàn)許多間隙，致使通透性增加，DNA分子便趁機(jī)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。本方法的關(guān)鍵是選用的細(xì)菌必須處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，實(shí)驗(yàn)操作必須在低溫下進(jìn)行。2 、 PEG 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化：在高滲培養(yǎng)基中生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌，用含有適量溶菌酶的等滲緩沖液處理，剝除其細(xì)胞壁，形成原生質(zhì)體，它喪失了一部分定位在膜上的DNase ，有利于雙鏈環(huán)狀DNA分子的吸

15、收。此時(shí)，再加入含有待轉(zhuǎn)化的DNA 樣品和 PEG 的等滲溶液，均勻混合。通過(guò)離心除去聚乙二醇，將菌體涂布在特殊的固體培養(yǎng)基上，再生細(xì)胞壁，最終得到轉(zhuǎn)化細(xì)胞。這種方法不僅適用于芽孢桿菌和鏈霉菌等革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，也對(duì)酵母菌、霉菌甚至植物等真核細(xì)胞有效。只是不同種屬的生物細(xì)胞，其原生質(zhì)體的制備與再生的方法不同。3 、電穿孔驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化：電穿孔是一種電場(chǎng)介導(dǎo)的細(xì)胞膜可滲透化處理技術(shù)。受體細(xì)胞在電場(chǎng)脈沖的作用下，細(xì)胞壁上形成一些微孔通道，使得 DNA 分子直接與裸露的細(xì)胞膜脂雙層結(jié)構(gòu)接觸，并引發(fā)吸收過(guò)程。具體操作程序因轉(zhuǎn)化細(xì)胞的種屬而異。雖然電穿孔法轉(zhuǎn)化較大重組質(zhì)粒（100Kb ）的轉(zhuǎn)化效率比小質(zhì)粒（ 3

16、Kb）低一千倍，但這比 Ca2 +誘導(dǎo)和PEG轉(zhuǎn)化方法理想，因?yàn)檫@兩種方法幾乎不能轉(zhuǎn)化大于100Kb 的質(zhì)粒 DNA 。4、基因槍法三、轉(zhuǎn)導(dǎo)（一）概念：以噬菌體為媒介，將供體菌DNA 片段轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的遺傳性狀。（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1952 年， Lederberg 和他的學(xué)生把鼠傷寒沙門(mén)菌的一個(gè)突變菌株LT22 （ try ）和另一個(gè)突變菌株LT2（ his ）混合培養(yǎng)物在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)，結(jié)果在107 個(gè)細(xì)胞中得到大約 100 個(gè)重組菌。為進(jìn)一步驗(yàn)證傷寒沙門(mén)菌是否通過(guò)細(xì)胞接合而產(chǎn)生重組體又進(jìn)行了U 形管實(shí)驗(yàn)，在接種LT22 的一端出現(xiàn)重組菌。說(shuō)明沙門(mén)菌的重組不是通過(guò)細(xì)胞接

17、合，而是通過(guò)某些可濾因子。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可濾因子具有一些特性? 不因 DNA 酶處理而失活。? 因加熱失活，抗P22 血清處理也失活。和從溶源性LT22菌株獲得的噬菌體（P22）具有相同的大小和質(zhì)量。結(jié)論：基因的傳遞很可能是由可透過(guò)型曾2榔菌體介導(dǎo)的把P22的LT2和LT22菌株混合培養(yǎng)，在基本培養(yǎng)基上出現(xiàn)重組菌。隨意編輯Restricted transductioninfection（三）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：以噬菌體為媒介，只能使供體的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)基因轉(zhuǎn)移到受體的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。Separate prophayn with bacterial markerViral replication a an

18、d lysismarkerA ce 11 becomesA+ with Incorporation .置j7 - Transducing1 /u n.% - h'B_ of marker carried by transducing phage入噬菌體為例：入噬菌體感染宿主菌后，它的染色體由線狀變?yōu)榄h(huán)狀。這一環(huán)狀 DNA分 子以它的附著位點(diǎn) attP和細(xì)菌染色體 DNA同源位點(diǎn)attB作用，通過(guò)一次交換整合到宿主 染色體中。通過(guò)相反的過(guò)程入噬菌體可以脫離宿主染色體而成為游離的噬菌體，這一過(guò)程稱(chēng)為切離。如果切離的位置有偏差則成為帶有宿主染色體的噬菌體，成為轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體在帶有宿主

19、細(xì)胞一部分染色體的同時(shí)必然失去自己的一部分染色體。（四）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：宿主基因組任意位置的 DNA成為成熟噬菌體顆粒 DNA 一部分而被帶 入受體菌。DNA導(dǎo)入真核細(xì)四、轉(zhuǎn)染：噬菌體、病毒或以它為載體構(gòu)建的重組子導(dǎo)入細(xì)胞、或外源胞的過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)染。五、轉(zhuǎn)座：大多數(shù)基因在基因組內(nèi)的位置是固定的，但有些基因可以從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置。這些可在 DNA分子間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的 DNA片段，稱(chēng)為轉(zhuǎn)座因子（或）可移動(dòng)因子。由可移動(dòng)因子介導(dǎo)的基因移位或重排稱(chēng)為轉(zhuǎn)座。（一）原核生物的轉(zhuǎn)座子1、插入序列(insertion sequence, IS )轉(zhuǎn)座酶基因組成:? 反向重復(fù)序列（IR）:位于兩側(cè)，在IS的切割和D

20、NA鏈的轉(zhuǎn)移中起作用。? 轉(zhuǎn)座酶編碼基因：位于中間，產(chǎn)物引起轉(zhuǎn)座，負(fù)責(zé)識(shí)別切割轉(zhuǎn)座子的兩端及在靶部 位造成切口。? 正向重復(fù)序列：位于反向重復(fù)序列外側(cè)，為插入序列所特有。2、轉(zhuǎn)座子（transposon, Tn ）：是較復(fù)雜的轉(zhuǎn)座因子，除含轉(zhuǎn)座酶基因外還含有抗性或其他基因。分為兩類(lèi)：? 復(fù)合轉(zhuǎn)座子：通常兩端為順向或反向重復(fù)的插入序列作為兩臂，中間為標(biāo)記基因。圖 工一" 復(fù)轉(zhuǎn)座子的兩端往往每有 4個(gè)IS用列，在每個(gè)1S序列兩側(cè)各有倒置重修序列? 復(fù)雜轉(zhuǎn)座子：兩端不帶插入序列，但有反向重復(fù)序列。中央是轉(zhuǎn)座酶基因和抗藥性基因。阻遢和解*霰白質(zhì)反向重復(fù)(TnpR)反向重復(fù)轉(zhuǎn)座薛(TnpA)

21、B-內(nèi)Bt胺薛/S 3-5 Tn3的分子結(jié)構(gòu)3、Mu噬菌體Mu噬菌體遺傳圖：線狀雙鏈分子，游離 Mu噬菌體DNA的兩端連接一段宿主 DNA , 左端約長(zhǎng)100bp ,右端約長(zhǎng)1500bp 。這兩段宿主 DNA序列在不同 Mu噬菌體DNA上各 不相同。Mu噬菌體基因組有以下特征：? 基因A和B分別編碼轉(zhuǎn)座酶和轉(zhuǎn)座輔助蛋白。? C基因產(chǎn)物對(duì)轉(zhuǎn)座酶基因的表達(dá)起阻遏作用。? 轉(zhuǎn)座時(shí)需要 Mu噬菌體的兩個(gè)末端，即 attL和attR。? 當(dāng)Mu噬菌體DNA被包被在噬菌體頭部時(shí)，DNA的左末端帶有100bp的宿主DNA ,右末端帶有約長(zhǎng) 1500bp 的宿主 DNA 。精品文檔當(dāng)Mu噬菌體浸染宿主時(shí)，其線

22、形DNA進(jìn)入細(xì)胞后，Mu噬菌體DNA通過(guò)剪-貼型的非復(fù)制方式，插入到宿主染色DNA的任意部位，成為原噬菌體。原噬菌體兩側(cè)各有一個(gè)5bp重復(fù)。免疫晚期mRNA合成的微活裂解頭、尾基因G片段（宿主范圍） j 可變末端 （宿主 DMA隨意編輯宿主DN2IC AB Cg _ 工deHfg itjkLm YNJ1 R5 u斗aitR圖8-7 Mu噬菌體的遺傳用譜原噬菌體：在大多數(shù)情況下，溫和噬菌體的基因組都整合于宿主的染色體中（如入噬菌 體），也有少數(shù)是以質(zhì)粒形成存在（如 P1噬菌體）。整合于細(xì)菌染色體或以質(zhì)粒形式存在的 溫和噬菌體基因組稱(chēng)作原噬菌體。溶源化的野生型噬菌體相當(dāng)穩(wěn)定，但Mu噬菌體的突變株，

23、如溫度敏感抑制型-MuCts ,則可通過(guò)將溫度提高到 42 c而誘導(dǎo)其進(jìn)入裂解循環(huán)。這是因?yàn)樵撏蛔凅w中的阻遏基因C失活，則噬菌體基因組中的 A蛋白和B蛋白大量表達(dá)，表達(dá)的 A和B轉(zhuǎn)座酶通過(guò)復(fù)制型轉(zhuǎn)座 機(jī)制使Mu插入到宿主染色體上 50-100個(gè)新的位點(diǎn)。同時(shí)，噬菌體的晚期基因開(kāi)始表達(dá)， 如編碼噬菌體頭部、尾部、裂解蛋白等，然后從噬菌體DNA左端約50-150bp 處的宿主DNA進(jìn)行切割，右末端也帶有 1-2kb的宿主DNA ,進(jìn)行包裝。（二）轉(zhuǎn)座機(jī)制? 非復(fù)制轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座酶識(shí)別轉(zhuǎn)座子末端反向重復(fù)序列，并在3'端切開(kāi)，同時(shí)在靶部位交錯(cuò)切開(kāi)單鏈，它的 5端與轉(zhuǎn)座子的3'端連接，形成中

24、間體。轉(zhuǎn)座子從原來(lái)位置上切下來(lái)轉(zhuǎn)入新的位置，兩條鏈均被保留。? 復(fù)制轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座酶識(shí)別轉(zhuǎn)座子末端反向重復(fù)序列，并在 3'端切開(kāi)，同時(shí)在靶部位交錯(cuò)切開(kāi)單鏈，它的 5端與轉(zhuǎn)座子的3'端連接，形成中間體。在形成靶部位與轉(zhuǎn)座子連接中間體后即進(jìn)行復(fù)制。通過(guò)復(fù)制使原來(lái)位置與靶部位各有一個(gè)轉(zhuǎn)座子。一條鏈?zhǔn)窃械?，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻摹? 剪-貼型轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座酶識(shí)別轉(zhuǎn)座因子的兩個(gè)末端，在轉(zhuǎn)座因子的兩個(gè)末端進(jìn)行雙鏈平端切割，完整的轉(zhuǎn)座子從供體DNA中釋放出來(lái)。同時(shí)轉(zhuǎn)座酶在受體的靶部位進(jìn)行交錯(cuò)切割，轉(zhuǎn)座子與靶部位的切口末端相連接。imlwpThe： UranipMon % icMdal JiiLe dT

25、 the cklUi.DNAin lb? tariFHRupiidBUfm fills m th。Rape.dupbcaluig seqrurinrca Qankui艮 the tFiUwpoMMl（三）轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)? 引起插入突變或啟動(dòng)沉默基因。? 插入新的基因。? 原來(lái)位置保留轉(zhuǎn)座因子。? 造成靶 DNA 缺失倒位。? 切離? 生物進(jìn)化第二節(jié) 基因的遺傳重組一、同源重組又稱(chēng)一般重組，由兩條同源區(qū)的DNA 分子，通過(guò)配對(duì)，鏈的斷裂和再連接，而產(chǎn)生片段交換的過(guò)程。同源重組的分子模型分為三種：（二）分類(lèi)1 、 Holliday 雙鏈侵入模型? 兩個(gè)同源染色體DNA 排列整齊。? 在 DNA

26、內(nèi)切酶的作用下，兩個(gè)同源的非姐妹染色單體DNA 分子在相應(yīng)位置同時(shí)切開(kāi)。? 切開(kāi)的單鏈交換重接，形成連接分子，稱(chēng)為Holliday 中間體。? 通過(guò)分支移動(dòng)產(chǎn)生異源雙鏈。? 交叉結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生Holliday 中間體的異構(gòu)體。? Holliday 中間體切開(kāi)，形成兩個(gè)雙鏈重組體DNA 。精品文檔2、單鏈侵入模型（Meselson radding 模型）? 兩個(gè)同源染色體DNA排列整齊。? 在DNA內(nèi)切酶的作用下，兩個(gè)同源的DNA分子中的一個(gè)單鏈在隨機(jī)的位置被切開(kāi)。? 切開(kāi)的單鏈末端侵入另一個(gè)雙鏈DNA分子中，直到發(fā)現(xiàn)它的互補(bǔ)序列，并替代一條與它相同的鏈。? DNA聚合酶將利用留下的一條鏈作為模

27、板，填補(bǔ)侵入的鏈留下的缺口。? 被替代的鏈降解，它的殘留末端與另一分子中新合成的鏈連接，形成連接分子，為 Holliday 中間體。? 產(chǎn)生Holliday中間體的異構(gòu)體。? Holliday 中間體切開(kāi)，形成兩個(gè)雙鏈重組體DNA。3、雙鏈斷裂修復(fù)模型? 參與重組的一對(duì) DNA分子之一的兩條鏈斷裂。? 核酸外切酶進(jìn)一步作用，將雙鏈斷裂處加工成帶有3'末端單鏈突出的缺口。? 單鏈突出的3'末端侵入另一個(gè)同源染色體。修復(fù)合成填補(bǔ)缺口，形成兩個(gè)Holliday中間體，分支移動(dòng)。兩個(gè)Holliday 中間體拆分?；[鋌入HI切薛基麟.壞（池J昭瞰 不對(duì)酢理海 女璉區(qū)異幽化,產(chǎn)生分支任移I

28、nltlatXon牝串碑,H4IGcaEEB ariidforKes疝t/an53 35Brancn migration prattlnsR-BSDivarBB用8 - 9友麗1用門(mén)|（植理本意圖了干薄£小用雄的1色*體的用個(gè)rsN A通懾孫子）（三）同源重組的酶學(xué)機(jī)制1 、 RecA 蛋：參與同源重組的酶至少有27 種，包括重組酶，解旋酶，外切核酸酶等，其中以重組酶RecA 最為重要。RecA 基因突變可以使同源重組頻率降低到10-6 以下。? 單鏈結(jié)合活性：ssDNA 結(jié)合力比dsDNA 結(jié)合力強(qiáng)100 倍。平均一個(gè)RecA 單體結(jié)合 4 個(gè)核苷酸，這種結(jié)合相當(dāng)穩(wěn)定,ATP 的存在可促進(jìn)結(jié)合。? 雙鏈 DNA 結(jié)合活性：pH 6.0, 必需有 ATP 存在。? 雙鏈解旋作用：由于RecA 的結(jié)合，使雙鏈DNA 發(fā)生解 鏈。? ATP 酶活性：對(duì)ATP 的水解可促進(jìn)聯(lián)會(huì)。2 、 RecBCD 酶：由 Re