中國藥科大學(xué)分子生物學(xué)期末復(fù)習(xí)資料重要資料分章匯總整編

1、第2章可移動(dòng)的遺傳因子1轉(zhuǎn)座子是誰最早從什么物種中發(fā)現(xiàn)的？麥克林托克（Barbara McClintock ）;玉米2掌握轉(zhuǎn)座子的概念和分布。概念：細(xì)胞內(nèi)的可移動(dòng)遺傳因子，指可以在同一細(xì)胞中基因組內(nèi)或一個(gè)細(xì)胞的基因組從一 個(gè)位點(diǎn)移動(dòng)到另一位點(diǎn)的DNA片斷。（廣義的概念，凡是細(xì)胞內(nèi)可以移動(dòng)的因子，都叫轉(zhuǎn)座子）分布：病毒、真核生物、原核生物（質(zhì)粒 婢因組）3掌握轉(zhuǎn)座子的分類和各類的特點(diǎn)。?非復(fù)制型轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座時(shí)，轉(zhuǎn)座子 DNA作為一個(gè)整體，從原來的供體位置被切割下來，然 后轉(zhuǎn)移到染色體的另外一個(gè)位置。? 復(fù)制型轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座時(shí)，原來的轉(zhuǎn)座子DNA不從原來的位置被切割下來，而是在轉(zhuǎn)座的過程中原來的轉(zhuǎn)座子

2、DNA導(dǎo)到復(fù)制，并轉(zhuǎn)移到染色體的另外的地方。 原來的拷貝“原件”沒 有發(fā)生位移。? 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：將轉(zhuǎn)座的片段轉(zhuǎn)錄成 RNA再通過逆車t錄酶將 RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA插入 寄主染色體中。4所有轉(zhuǎn)座子都具有的結(jié)構(gòu)特征和共同特點(diǎn)是什么？?轉(zhuǎn)座子都具有的結(jié)構(gòu)特征：都有一個(gè)保守序列、一個(gè)或多個(gè)開放閱讀框，兩側(cè)是反向末 端重復(fù)序列（反向重復(fù)序列為轉(zhuǎn)座子所必須，是轉(zhuǎn)座酶識(shí)別的底物）?共同特點(diǎn)：1兩端具有末端反向重復(fù)序列2轉(zhuǎn)座后靶位點(diǎn)重復(fù)是正向重復(fù)3編碼一些與轉(zhuǎn)座有關(guān)的蛋白4可以在基因組中移動(dòng)5最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特征。?最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子 ：不含有任何的宿主基因，常被稱為插入序列（IS）,這種插入序列是細(xì)菌染

3、色體或質(zhì)粒 DNA勺正常組成部分。? IS的結(jié)構(gòu)特征：DNA的兩個(gè)末端是反向重復(fù)序列（又稱倒置重復(fù)序列），中間是一個(gè)閱讀框，編碼一個(gè)與轉(zhuǎn)座有關(guān)的轉(zhuǎn)座酶基因。除此之外，IS序列中沒有其他的基因。6什么是復(fù)合轉(zhuǎn)座子。?復(fù)合轉(zhuǎn)座子的概念：是一類比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)座子，帶有一些抗藥性基因或其他宿主基因， 其兩端多數(shù)是高度同源的或相同的IS序列（反向重復(fù)區(qū)）（少數(shù)是正向重復(fù)序列）。PS: IS序列插到某個(gè)功能基因的兩端就產(chǎn)生了復(fù)合轉(zhuǎn)座子。復(fù)合轉(zhuǎn)座子中的IS序列不能單*-獨(dú)自由移動(dòng)，其功能已經(jīng)被修飾，只能和復(fù)合體一起移動(dòng)。7 TnA家族轉(zhuǎn)座子具有什么特點(diǎn)？? TnA轉(zhuǎn)座子的特點(diǎn)：.末端沒有IS序列，而是一個(gè)38

4、 bp的反向重復(fù)序列；.體積一般較大（5000 bp以上）；.轉(zhuǎn)座子帶有3個(gè)基因，其中一個(gè)編碼3-內(nèi)酰胺酶（AmpR）,其他兩個(gè)是轉(zhuǎn)座作用必須的 轉(zhuǎn) 座酶和解離酶。復(fù)制型轉(zhuǎn)座8為什么轉(zhuǎn)座子的插入位點(diǎn)兩端都有同向重復(fù)序列？?同向重復(fù)序列存在原因：轉(zhuǎn)座時(shí)有一個(gè)普遍的特征就是受體分子中有一段很短（3-12 bp）、被稱為靶序列的 DNA會(huì)被復(fù)制一次，插入的轉(zhuǎn)座子就位于兩個(gè)重復(fù)的靶序列之間。這種靶序列的同向重復(fù)序列是 由于某種限制型內(nèi)切酶的切割造成的。IS轉(zhuǎn)座先由轉(zhuǎn)座酶交錯(cuò)切開宿主靶位點(diǎn)，然后 IS插入連接，余下的缺口由DNA聚合酶和連接酶加以填補(bǔ)，使兩端形成短的同向重復(fù)序列，IS轉(zhuǎn)座后的特征結(jié)構(gòu)是：

5、末端是反向重復(fù)序列，臨近末端的旁側(cè)則有宿主 DNA的短的正向重復(fù)序列。（轉(zhuǎn)座酶具有限制性內(nèi)切酶活性， 不同轉(zhuǎn)座酶切割形成的粘性末端不同）9原核細(xì)胞中的轉(zhuǎn)座因子有哪些常見的類型？各自特點(diǎn)？? 原核細(xì)胞中的轉(zhuǎn)座因子:插入序列（IS ）:.是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，是細(xì)菌基因組DNA中的正常組分。其兩端都有反向重復(fù)序列（為轉(zhuǎn)座 酶識(shí)別所需；重復(fù)序列只是類似，并非完全相同），中間的編碼區(qū)長(zhǎng)度為 1000 bp左右，只編碼轉(zhuǎn)座酶，除此之外無其他任何基因.對(duì)靶點(diǎn)的選擇有幾種方式：隨即選擇，熱點(diǎn)選擇和特異位點(diǎn)選擇。類插入序列（只存在于轉(zhuǎn)座子中的插入序列稱為類IS因子）：.這類轉(zhuǎn)座子不單獨(dú)存在，而是存在于復(fù)合轉(zhuǎn)座子的

6、兩端。.經(jīng)過修飾，已經(jīng)不能夠單獨(dú)移動(dòng)了，只能和復(fù)合轉(zhuǎn)座子的其他成分一起移動(dòng)。.結(jié)構(gòu)和IS類似，如IS10R、IS50R等。PS:類IS序列與IS序列最根本的區(qū)別是， 類IS序列只存在于復(fù)合轉(zhuǎn)座子的兩端，但不可自身轉(zhuǎn)座，原因是它失去了編碼自身轉(zhuǎn)座酶的能力復(fù)合型轉(zhuǎn)座子：.比IS長(zhǎng)的多，中心區(qū)域編碼抗生素基因或其他宿主基因。.兩端的組件由IS和類IS組成，有的兩端組件相同， 有的不同，有的反向相反，有的方向 相同，有的兩個(gè)組件均有功能，有的只有一個(gè)有功能。 TnA家族：.這類家族長(zhǎng)度約為 5000 bp,兩端具有IR （反向重復(fù)），而不是IS。.中部的基因不僅編碼抗性基因，還編碼轉(zhuǎn)座酶和解離酶。 這

7、是一種復(fù)制型轉(zhuǎn)座子。末端反向重復(fù)長(zhǎng)度是38 bp,產(chǎn)生的靶位點(diǎn)是 5 bp的正向重復(fù)。10玉米中的最常見的轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)是什么？Ac/Ds系統(tǒng) （激活-解離系統(tǒng)）：?激活因子Ac和解離因子Ds屬于同一家族控制因子? Ac是自主因子，編碼有活性的轉(zhuǎn)座酶，能發(fā)生自主轉(zhuǎn)座? Ds是非自主因子,與Ac同源，只是不同程度缺失了中間序列，失去轉(zhuǎn)座酶的功能，但是 兩末端IR （反向重復(fù)序列）存在并且完整。它本身不能轉(zhuǎn)座，但有 Ac存在時(shí)通過反式轉(zhuǎn)座酶激活而轉(zhuǎn)移到新的位置。真核生物轉(zhuǎn)座因子通常以非復(fù)制方式轉(zhuǎn)座，而且總是只轉(zhuǎn)移到鄰近的位置。 玉米的Ds因子插入新靶位點(diǎn)之后，原來位置上即失去Ds因子。結(jié)果可造成染色體

8、斷裂或重排，由此引起顯性基因丟失，隱性基因得以表達(dá)。 （ eg.紫白玉米11什么是逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子？?忸轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座了:是指基因組中的雙鏈 DNA可以在基因組內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)座而移動(dòng)。（但與DNA轉(zhuǎn)座子不同，逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座時(shí)先將自身的DN際列轉(zhuǎn)錄成RNA然后再反轉(zhuǎn)錄成DNA插入宿主基因組中。）?逆轉(zhuǎn)座子一般分為 2類：病毒類超家族和非病毒類超家族12逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座與復(fù)制轉(zhuǎn)座有什么異同？? 困：逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 轉(zhuǎn)座時(shí)先將自身的 DN際列轉(zhuǎn)錄成RNA然后再反轉(zhuǎn)錄成 DNA插入宿 主基因組中?回：逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在插入位點(diǎn)兩側(cè)也有正向重復(fù)序列，這是所有轉(zhuǎn)座子的共同特征PS:轉(zhuǎn)座有兩種方式：復(fù)制轉(zhuǎn)座和非復(fù)制轉(zhuǎn)座?在非復(fù)制型轉(zhuǎn)

9、座中只有轉(zhuǎn)座酶參與。? 在復(fù)制型轉(zhuǎn)座中， 轉(zhuǎn)座酶（transposase ）作用于原來的原件， 而解離酶（resokase） 作用于復(fù)制的轉(zhuǎn)座子。?復(fù)制轉(zhuǎn)座的基本過程：也稱為對(duì)稱模型，轉(zhuǎn)座發(fā)生開始時(shí)，由轉(zhuǎn)座酶在轉(zhuǎn)座子兩端交錯(cuò)切開產(chǎn)生2個(gè)單鏈切口（nick）,同時(shí)在受體分子的位點(diǎn)處也被交錯(cuò)切開產(chǎn)生2個(gè)切口，這樣一共有 4個(gè)切口，它們交錯(cuò)連接，形成復(fù)合物，稱為共整合體 （cointegrate）,其中包含有2個(gè)類似復(fù)制叉的結(jié)構(gòu) 隨后它們分別進(jìn)行復(fù)制，填補(bǔ)空隙，最后復(fù)合物分開形成2個(gè)獨(dú)立的分子。這些步驟由解離酶完成。在這個(gè)過程中，轉(zhuǎn)座子的序列被復(fù)制一次，轉(zhuǎn)移到受體分子上，完成轉(zhuǎn)座。13什么是質(zhì)粒？什

10、么叫R質(zhì)粒？（見笑笑打印第一頁背面）14掌握一些概念：低拷貝質(zhì)粒和高拷貝質(zhì)粒，嚴(yán)緊型復(fù)制控制”的質(zhì)粒和“松 弛型復(fù)制控制，質(zhì)粒的不相容性，結(jié)合型質(zhì)粒，自主轉(zhuǎn)移質(zhì)粒，非結(jié)合型質(zhì) 粒，2pm質(zhì)粒（見笑笑打印第一頁背面）15 DNA變異主要有哪兩條途徑？? DNA變異有兩條途徑：突變和遺傳重組，它們都會(huì)引起遺傳物質(zhì)的改變進(jìn)而引起蛋白質(zhì)的 改變，最終通過自然選擇得以保存并遺傳下去。PS:1. DNA分子內(nèi)或分子間發(fā)生的遺傳信息的重新組合，叫做遺傳重組，或叫基因重排。2.基因突變是指基因組 DN冊(cè)子發(fā)生的突然的、可遺傳的變異現(xiàn)象。從分子水平上看， 基因突變是指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生堿基對(duì)組成或排列順序的改變。

11、16為什么說重組在生物學(xué)中處于中心地位？突變只能使基因組在小范圍內(nèi)變動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生大的變化，只有通過重組才能使基因組的 變化加大，增加進(jìn)化的潛能。重組使有害和有利的突變不斷發(fā)生組合，從而除去有害的基因 突變，保留有利的突變，使生物體對(duì)變化的境有對(duì)應(yīng)能力。?遺傳重組不僅僅發(fā)生在代與代之間，個(gè)體基因組也可以發(fā)生重排，使基因的表達(dá)發(fā)生改變， 在同一個(gè)個(gè)體的細(xì)胞之間產(chǎn)生遺傳基因的多樣性，如抗體的產(chǎn)生等。?重組不僅僅發(fā)生在減數(shù)分裂和體細(xì)胞的核基因中，也發(fā)生在線粒體基因組、葉綠體基因組、噬菌體整合過程中以及轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座中等。? 所有的有機(jī)體都有一些基因重組的機(jī)制，說明重組對(duì)于物種生存的重要性。?重組是遺傳物

12、質(zhì)變異的來源之一，可以使不利基因合有利基因分離，提供一種使有利基因得以保存，有害基因得以清除的方式，同時(shí)在DNA勺修復(fù)中也起重要作用17根據(jù)重組機(jī)制的不同可以將重組分為哪四種類型？，同源重組，位點(diǎn)特異性重組，轉(zhuǎn)座重組，異常重組18什么叫同源重組？有什么特點(diǎn)？在細(xì)胞中哪些生物學(xué)過程會(huì)涉及到同源重 組？? 概念：同源重組又稱一般性重組，它是由 兩條同源區(qū)的 DNA分子通過配對(duì)，鏈的斷裂和 再連接，而產(chǎn)生片段交換的過程。（另：同源重組是指發(fā)生在兩條DNA的同源序列之間，涉及的是大片段同源 DNA序列的交換。只要兩條 DNA序列相同或相近就可以 在序列任一點(diǎn)發(fā)生同源重組。）?特點(diǎn)：a在交換區(qū)域有相同或

13、相似的序列。b雙鏈DNA分子之間互補(bǔ)堿基進(jìn)行配對(duì)。（減數(shù)分裂中，兩個(gè)雙鏈的DNA子通過鏈互補(bǔ)的堿 基對(duì)被維系在一起，叫做聯(lián)會(huì)。但實(shí)驗(yàn)表明，重組不僅僅是堿基配對(duì)。）c在同源重組中有多種酶參加，保證雙螺旋的斷裂、修復(fù)、連接、重組體的釋放等。d形成異源雙鏈區(qū) ：在重組部位，配對(duì)的雙鏈?zhǔn)莵碓从诓煌腄NA分子形成的，這個(gè)部分稱為異源雙鏈（hetero duplex ）,或稱雜種 DNAPS:? 同源的2個(gè)DNA分子可以在任何地方發(fā)生重組同源重組是一種細(xì)胞內(nèi)最常見的重組類型，發(fā)生在DNA的同源序列之間，真核生物減數(shù)分裂時(shí)的染色單體之間的交換、某些低等真核生物和 細(xì)菌的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合噬菌體的重 組，以及

14、DNA的復(fù)制修復(fù)等均與這種重組有關(guān)。19掌握一些概念：異源雙鏈區(qū)，Holliday 連接體，分支遷移，Holliday連接體 的拆分。（笑笑筆記本1）?異源雙鏈區(qū)：在重組部位，配對(duì)的雙鏈?zhǔn)莵碓从诓煌腄NA分子形成的，這個(gè)部分稱為異源雙鏈，或稱雜種 DNA? Holliday 連接體：將要發(fā)生重組的兩個(gè) DNA分子必須首先對(duì)齊。在對(duì)應(yīng)的同一部位的兩個(gè)單鏈產(chǎn)生斷裂，斷裂產(chǎn)生的單鏈游離末端彼此交換，每一條鏈同另外的DNA分子的互補(bǔ)序列配對(duì)形成一個(gè)異源雙鏈，然后末端彼此連接產(chǎn)生一個(gè)十字結(jié)構(gòu)，叫做 Holliday 連接體 ? 分支遷移：在一些酶和其他蛋白的作用下，Holliday 連接體還可以沿著

15、DNA鏈通過氫鍵的斷裂形成而發(fā)生左右移動(dòng)，這叫分支遷移（branch migration）.? Holliday 連接體的拆分：.最終這個(gè)連接2個(gè)DNA子的Holliday 連接體要進(jìn)行“拆分”，使得兩條DNA鏈彼此分開，重新成為兩條各自獨(dú)立的DNA雙螺旋。.在蛋白和酶白作用下，Holliday 連接體進(jìn)行重排而改變鏈的彼此關(guān)系（這一步叫做 Holliday連接體的分離或離析）。有兩種結(jié)果完全不同的重排方式。. 一種結(jié)果是以上下方向切開Holliday 連接體（垂直分離），這種切割發(fā)生在整個(gè)過程一直保持完整的一對(duì)同源鏈上，至此所有的4條鏈全部發(fā)生過斷裂。（見下圖1）.另外一種切割方式是水平切割

16、，發(fā)生在重組過程中已經(jīng)被切開一次的一對(duì)同源鏈上，原來保持完整的2條同源鏈仍然保持完整。（見下圖2）MAa m oflinrnecxsm&ruiMfi Icmwtnnd一種結(jié)果是以上下 方向切開Holliday連 接體（垂直分離為 這種切割發(fā)生在整 個(gè)過程一直保持完; 整的一對(duì)同源鏈 上工至此所有的4條 ,全部發(fā)生過通經(jīng)過重新組合，釋放出 來的2條重組分子，每 一條是由一條DNA分子 與另外一條DNA分子的 組合;其中含有一段異 源取桂瓦這種重組叫做交互重組，產(chǎn)生大片 段的DNA交亂Second strands 口 ewMiw*咖 dupfe)(郎:Re 即rocal woinbinantger

17、cmes ar gqiwraiedRolmiam (mW Jnruduf4 M HOMW JUFKfHMl .r 沏 rnartls另外一種切割方 式是水平切割， 發(fā)生在重組過程 中已經(jīng)被切開一 次的一對(duì)同源鏈 h J I. 4! B J a H B 1原來保持完 整的2條同源鏈仍 然保持完瓢最后釋放出來的2條 DNA錐中，有一條鏈 沒有發(fā)生變化，另一 條鏈發(fā)生了一段異源 雙鏈區(qū)的交換。Second ni&gmade in same srraidNick are罪的配結(jié)果所發(fā)生的只是小 片段DNA鏈在兩個(gè)分 子之間的交換。這個(gè)a i I B u a a i i h j niuiijiasa不能

18、稱為重組，Genomes are not recombinant but contain.Eli Biiaiiii20 Holliday模型是如何解釋同源重組發(fā)生過程的？(笑笑筆記本1)A問鴻匹也相見”I師m 印nilll MIWIIIilllillmini ill相互入侵.交累一一一 jnniumiiinn交國在年桂PLiMimiiHolliday模型內(nèi)容：2個(gè)同源的DNA分子相 互靠近2個(gè)DNA分子各有1條 鏈在相同的位置被一種特異性 的內(nèi)切酶切開；(3)被切開的鏈交叉并與同源 的鏈連接，形成x ( chi)狀的 Holliday 連接。如果2個(gè)DNA之間進(jìn)行180 的旋轉(zhuǎn)，可得到它的異構(gòu)

19、體；(4) Holliday連接的拆分。Holliday連接的拆分方式有兩 種，產(chǎn)生與原來完全相同的兩 個(gè)非重組DNA或產(chǎn)生重組的DNA 。Holliday模型(雙鏈入彳！模型)用于解釋具有相同或相近序列的兩條同源雙鏈分子之間的重組，也可以適用于具有有限同源區(qū)的兩條不同的分子，或含有兩個(gè)相互同源區(qū)域而可以 自我重組的單個(gè)分子。兩個(gè)同源染色體DNME列整齊。在對(duì)應(yīng)的同一部位的兩個(gè)單鏈產(chǎn)生斷裂，斷裂產(chǎn)生的單鏈游離末端彼此交換，每一條鏈同另外的 DNA 分子的互補(bǔ)序列配對(duì)形成一個(gè)異源雙鏈，然后末端彼此連接產(chǎn)生一個(gè)十字結(jié)構(gòu)，叫做 Holliday 連接體。(4條染色單體通過一個(gè)點(diǎn)連接在一起)在一些酶和

20、其他蛋白的作用下，Holliday 連接體還可以沿著 DN頌通過氫鍵的斷裂形成而發(fā)生左右移動(dòng)，這叫分支遷移。分支遷移的結(jié)果大大增加了異源雙鏈的長(zhǎng)度。Holliday 連接體切開并修復(fù)，形成兩個(gè)雙鏈DNA切開的方式不同，所得到的重組產(chǎn)物也不同。如果切開的鏈與原來斷裂的是同一條鏈，重組體中含有一段異源雙鏈區(qū)，其兩側(cè)來自同一親本DNA成為片段重組體；但如果切開的鏈并非原來斷裂的鏈，重組體異源雙鏈兩側(cè)來自不同親本DNA,稱為拼接重組體 Holliday 模型特點(diǎn)：Holliday 模型又叫做帆鏈入侵模型因?yàn)樵撃Ｐ椭?，每一個(gè)DNA分子有一條鏈入侵到另 外一個(gè)DNA分子中，這樣就可以說明 異源雙鏈區(qū)的來源

21、。但是本模型要求重組時(shí)兩個(gè)DNA分子要并排對(duì)齊，而且必須在同一個(gè)部位幾乎同時(shí)產(chǎn)生斷裂，以分別產(chǎn)生一個(gè)單鏈。這個(gè)要求 太高，是一個(gè)“沒有實(shí)驗(yàn)證據(jù)的猜想”，無法解釋為什么會(huì)同時(shí)同地出現(xiàn)斷裂。目前認(rèn)為這 個(gè)模型在解釋異源雙鏈的最初起源方面是不正確的，但是其中提出的“ Holliday 連接體”和“支鏈遷移”兩個(gè)概念被保留了下來。21雙鏈斷裂模型（DSB）是如何解釋同源重組發(fā)生過程的？（笑笑筆記本1）?同源重組的啟動(dòng)是由于雙鏈斷裂 1 j-i *till la i i 11 hr T 雙鏈斷裂模型認(rèn)為，重組 發(fā)生于一個(gè)DNA分子的兩 條鏈均被切斷，細(xì)胞中的 一種II型DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 將被切斷的DNA

22、分子連接 起來確保不會(huì)彼此完全脫 TOC o 1-5 h z tiSJ -t-s-t-.百Cl.每一端中有-，條鏈被核 iniiiBiiiaiiiBBiiiiirir riHi!ia I -酸外切酶修剪，結(jié)果末 端形成有大約500bp左 右的3端突出結(jié)構(gòu)。其中的一個(gè)以單鏈入 曼的方式侵入同源的 DNA分子，尋找同源 的序列。斷裂的鏈被DNA聚合 酶延長(zhǎng)，結(jié)果也會(huì)形 成Holliday連接體， 沿著異源雙鏈區(qū)域移 動(dòng)白：rrrm ：- r -T :J 1 這里，被剪切的； DNA延伸時(shí)是以未: 被切除的DNA一方 的對(duì)應(yīng)區(qū)域?yàn)槟０?的。:同樣,這里的 Holliday連接體也： 會(huì)以某種方式被解

23、; 開，從而產(chǎn)生重組.雙鏈斷裂模型：. 兩同源DNA分子之一發(fā)生雙鏈斷裂.切口在外切酶作用下擴(kuò)大為間隙，形成3末端. 其中一個(gè)以單鏈入侵的方式侵入同源的DNA分子，與互補(bǔ)序列配對(duì).相對(duì)應(yīng)的鏈被置換出來，與原來斷裂的鏈配對(duì).經(jīng)修復(fù)合成和鏈的再連接,形成兩個(gè)Holliday 連接體，沿異源雙鏈分支遷移. Holliday 中間體解離、重組DoiDIe-strand nreak made in recipientDisplaced -strand migrates to other-duplexBreak Is enlarged to gap with 3* endsDNA synthesb occ

24、urs from other 3h end 事! . 3 end m由杷5 to other duplex ir ii .Reciprocal migration generates double crossaveiSynthesis from 31 end displaces one strand in gap雙鏈斷裂模型22 Holliday 連接體的拆分有哪2種不同的方式？各自產(chǎn)生的后果有什么不同? 答案參見第19題by branch miration _ AlAIB ,Secordnio s maJe r r4her strtnd3t8fid&d尋捫 ad$ in same stran

25、dNicks are sealedSecond slrands cross over between duplexes, and racks reXaled -Rocrocad recombinant genomes are generated -Genomes are not record b ha nt but contain heterotiupiex region23比較Holliday 模型和雙鏈斷裂模型在解釋同源重組發(fā)生的過程中有哪些不 同？? Holliday 模型：2個(gè)DN砌子各有1條鏈在相同的位置被一種特異性的內(nèi)切酶切開；(2)被切開的鏈交叉并與同源的鏈連接，形成 ( chi

26、)狀的Holliday連接。? 雙鏈斷裂模型一個(gè)DNA分子的兩條鏈均被切斷，細(xì)胞中的一種 II型DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶將被切斷的 DNA 分子連接起來確保不會(huì)彼此完全脫離。(2)每一端中有一條鏈被核酸外切酶修剪，結(jié)果末端形成有大約500bp左右的3端突出結(jié)構(gòu)。24進(jìn)行同源重組至少要有多長(zhǎng)的同源序列？進(jìn)行同源重組至少需要75bp的同源序列；而 southen雜交只要兩個(gè) DNA有10個(gè)bp是互補(bǔ)的，即可形成鏈雜交。由此可見，同源重組不僅僅是堿基互補(bǔ)配對(duì)。PS :實(shí)驗(yàn)證明如果同源順序短于 75bp,則重組頻率大降低。這個(gè)長(zhǎng)度要比兩條互補(bǔ)的單鏈形成雙鏈所需的長(zhǎng)度(約10bp)要長(zhǎng)得多。25解釋RecA,

27、RecBCD, RuvA, RuvB, RuvC在同源重組中的功能。?RecBCDO是產(chǎn)生參與重組的 DNAII鏈的主要途徑， RecBCD1具有三種酶活性：核酸外切酶活性， 核酸內(nèi)切酶活， 解螺旋酶。.當(dāng)DNA子斷裂時(shí)，它即結(jié)合在其游離端， 使DNA雙鏈解旋并向前尋找特異的位點(diǎn)。. 尋找的位點(diǎn)是一個(gè) 8堿基序列，被稱為chi的位點(diǎn)(5 -GCTGGTGG- 3),然后在3 側(cè)56個(gè)核甘酸處將鏈切，產(chǎn)生具有3末端的游離單鏈。隨后單鏈被RecA蛋白結(jié)合，參與重組以后各步驟。(大腸桿菌基因組共有 1 000多個(gè)chi位點(diǎn)，分布在 DNA各部位，平均6kb有一個(gè)。據(jù)認(rèn)為同源重組的發(fā)動(dòng)就是由RecBC

28、比I起的)RecBCD引發(fā)的同7原重組.t i t r iOrcaiar DNADNAUnwindlnf-V bindscur 563r of th* chtI J B a IT 1 u RecA|是參與同源重組最重要的酶，它參與各種途徑的重組系統(tǒng)。 RecA有兩個(gè)主要的功能1)誘發(fā)SOS反應(yīng)一作為共蛋白酶促進(jìn) LexA蛋白和屬于 DNA聚合酶V的UmuM自 水解。2)促進(jìn)DNA單鏈的同化，即促進(jìn)DNA單鏈與同源雙鏈分子發(fā)生鏈的交換，從而使 重組過程中DNAS對(duì)、Holliday 中間體的形成，分支移動(dòng)等步驟得以產(chǎn)生。當(dāng)RecA與DNA單鏈結(jié)合時(shí)，數(shù)千 RecA單體協(xié)同聚集在單鏈上，形成螺旋狀

29、纖絲。(RecF、RecO和RecR蛋白調(diào)節(jié)RecA纖絲的裝配和拆卸)RecA 蛋白分子質(zhì)量為 38 000,它與單鏈 DNA吉合形成螺旋纖絲。 此復(fù)合物可以與雙 鏈DNA乍用，部分解旋以便閱讀堿基序列,迅速尋找與單鏈互補(bǔ)的序列。互補(bǔ)序列一旦被找到，單鏈與雙鏈中的互補(bǔ)鏈配對(duì)，同源鏈被置換出來。鏈的交換速度大約為6bp/s,交換沿單鏈 5-3方向進(jìn)行,直至交換終止，在此過程中由 RecA 水解ATP提供反應(yīng)所需能量。任何部位的單鏈 DNA勻可彳t助RecA與同源雙鏈DNA進(jìn)行鏈的交換。(O-RecA蛋白5r三鏈DNA同源雙鏈DNA旋轉(zhuǎn)RuvA RuvB RuvC的功能：由于DNA分子具有螺旋結(jié)構(gòu)

30、，在持續(xù)進(jìn)行鏈的交換時(shí)需要兩 DNA分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)。 RecA能夠介導(dǎo)單鏈繞入另一DNA子,一旦Holliday 中間體形成,即由RuvA和RuvB蛋白促進(jìn)異源雙鏈的形成。功能性結(jié)合RuvA與交叉點(diǎn)結(jié)合RuvB與雙鏈DNA結(jié)合加3爆分開 連接體：Hollidaykl（C）KIRuvA四聚體結(jié)合其上形成四方平與交叉點(diǎn)結(jié)合使得分支點(diǎn)易于移動(dòng)，RuvA還幫助RuvB6（或8）聚體結(jié)合在雙鏈 DNA1.RuvA蛋白面的構(gòu)象,RuvB是一種 解螺旋酶，通過水解ATP而推動(dòng)分支移動(dòng)。（RuvAB復(fù)合物的移動(dòng)速度 約為 10-20bp/s。）RuvC:同源重組最后由 RuvC將Holliday 聯(lián)結(jié)體切開，并

31、由 DN咪合酶和DNA1接酶進(jìn)行修復(fù)合成。RuvC是一種核酸內(nèi)切酶，特異識(shí)別Holliday 聯(lián)結(jié)體并將其切開。 RuvC識(shí)別四核甘酸 ATTG此序列因而成為切開Holliday 聯(lián)結(jié)體的熱點(diǎn)，并決定結(jié)果是片段重組還是拼接重組。LRuvC與交叉點(diǎn)結(jié)合2RuvC分開連接體Ruv AB具解旋酶作用，推動(dòng)Hol I idav中間體分支遷移Ru vG 3Ho I I i day中間體口I 1 c 11 I k Ly j| Li rt :l i i iriHj、- A drd E)Ei li ， *i 白，di a，iehve=n repeats- as circular mcFeculewkw.g r

32、 g ito cor13n口果兩個(gè)反向重復(fù)序列之間發(fā)生位點(diǎn)特異性重組，就導(dǎo)致中間的DNAWU的他匚Inverted repealsInverted repeats pairInvFrtftrf rpgion科erqiLo.BE27 了解抗體基因之間是如何連接的？抗體多樣性產(chǎn)生的原因是什么?（一）抗體的產(chǎn)生（DVJ重組）抗體分子分別由三個(gè)獨(dú)立的基因族編碼,其中兩個(gè)（K和X ）編碼輕鏈，一個(gè)編碼重鏈。決定輕鏈的基因族上分別有 L、V、J、C四類基因片段。L代表前導(dǎo)片段，V代表可變片段，J代表連接片段，C代表恒定片段。決定重鏈的基因族上共有 L、V、D J、C五類基因片段，其中 D代表多樣性片段。在

33、 J 和C片段之間存在增強(qiáng)子。（重鏈基因除V片段、J片段外，還有1030個(gè)D片段，并有多 個(gè)恒定區(qū)（C片段）以決定抗體的效應(yīng)功能，即抗體的類型和亞類型。）除淋巴細(xì)胞外，所有細(xì)胞免疫球蛋白基因族的結(jié)構(gòu)都是相同的，稱為種系結(jié)構(gòu)，只有骨 髓干細(xì)胞在分化為成熟 B淋巴細(xì)胞的過程中才出現(xiàn)免疫球蛋白基因的體細(xì)胞重排。在B細(xì)胞分化過程中，首先出現(xiàn)免疫球蛋白基因位移，然后才進(jìn)行重排。?重排具有嚴(yán)格的順序，第一次重排發(fā)生在前B細(xì)胞中，最先由編碼免疫球蛋白 重鏈的基因族片段參與重排，使在種系中相互分離的片段經(jīng)重排后連接在一起，稱為 V-D-J連接。? 其間，D片段與J片段先連接，接著 V片段加到D-J上，形成V-

34、D-J復(fù)合體。 重鏈：D-JfV-D-J?重排中選擇的片段是隨機(jī)的，片段之間序列在重排中被刪除。kinint H E and 1VI V25 M J2 JJ _ I*I押irtj中由w011RrjtfrjflijcdiDHA 而 B lyrnphocyfer免疫球蛋白重鏈基因的重排（連接文）重鏈重排后接著是 輕鏈K鏈基因重排，形成|V-J復(fù)合體卜只有K鏈基因重排失敗， 才發(fā)動(dòng)入鏈基因重排，故抗體中大部分輕鏈?zhǔn)荎鏈，入鏈只占少部分。淋巴細(xì)胞在繁殖過程中還發(fā)生體細(xì)胞突變，以增加抗體的多樣性。免疫球蛋白輕鏈基因的重肥(V 3PS:由于淋巴細(xì)胞是二倍體，因而H鏈、K鏈和入鏈都有兩個(gè)等位基因族，然而重排

35、表現(xiàn)出等位基因排斥(allelic exclusion),即兩個(gè)等位基因中只發(fā)生一個(gè)等位基因重排。 二者之中何者重排是隨機(jī)的，但只要一個(gè)等位基因發(fā)生重排，另一等位基因即受到抑制，不再發(fā)生重排。輕鏈基因重排還表現(xiàn)出 同型性排斥，即K鏈和入鏈基因只有一種輕鏈基因發(fā)生重排。重鏈(IgH)基因的V-D-J重排和輕鏈基因的 V-J重排均發(fā)生在特異位點(diǎn)上。在V片段的下游，J片段的上游 以及D片段的兩側(cè) 均存在保守的 重組信號(hào)序列(RSS)o 該信號(hào)序列都由一個(gè)共同的回文7核甘酸(CACAGTG)口一個(gè)共同的富含 A 9核甘酸(ACAAAAACC)中間為固定長(zhǎng)度的 間隔序列，或?yàn)?叵p,或?yàn)?國園。間隔長(zhǎng)度

36、是一 種識(shí)別信號(hào)，重組只發(fā)生在間隔為12 bp與間隔為23 bp的不同信號(hào)序列之間，稱為12-23規(guī)則。；VD重組J li I J d li I d a L 4 h 4 k 4 liRSS是重要的反 向重復(fù)重組信號(hào) 序列，重組后中 間的序列港被刪 ;除：-重鏈基因V片段的信號(hào)序列間隔為23 bp, D片段兩側(cè)信號(hào)序列間隔為12bp, J片段信號(hào)序列的間隔為 23 bp ,信號(hào)序列總是以 7核甘酸一端與基因片段相連，12與23兩信號(hào)序列的方向相反 。因此，在V-D-J連接中不會(huì)發(fā)生連接錯(cuò)誤。同樣，在輕鏈基因中，V片段和J片段與不同信號(hào)序列相連，只能在它們之間發(fā)生連接。（二）抗體多樣性產(chǎn)生的原因免疫球蛋白的基因 VDJ重組時(shí)的連接是一種不精確的連接，會(huì)導(dǎo)致連接處的堿基丟失或 額外增加，可以增加產(chǎn)物抗體的多樣性。這種連接的不精確 是由于在切除間隔J a L I J J L I , a L Ij