同源重組(95張)課件

1、 DNA分子的斷裂和重新連接導(dǎo)致遺傳信息的重新組合，稱為重組（recombination）。重組的產(chǎn)物稱為重組DNA（recombinant DNA），所有的DNA都是重組DNA。由于重組，一個DNA分子的遺傳信息可以和另一個DNA分子的遺傳信息結(jié)合在一起，也可以改變一條DNA分子上遺傳信息的排列方式。DNA重組廣泛存在于各類生物中，說明重組對物種生存具有重要意義。通過重組實(shí)現(xiàn)基因的重新組合使物種能夠更快地適應(yīng)環(huán)境，加快進(jìn)化的過程。此外，DNA重組還參與許多重要的生物學(xué)過程，比如重組在DNA損傷修復(fù)和突變中發(fā)揮重要作用。第一節(jié)：重 組脹秉撣商壽旦梗揮謅脂彎驚捶發(fā)靖王擰康符砒乍零補(bǔ)駭妝彈龜鵲殆郁

2、榆城同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) DNA分子的斷裂和重新連接導(dǎo)致遺傳信息的重新組合，稱為重DNA重組包括同源重組（homologous recombination）和位點(diǎn)特異性重組（site-specific recombination）。同源重組是更為普遍的一種重組機(jī)制，它可以發(fā)生在任何兩種具有相同或相似序列之間，涉及到兩個DNA分子在相同區(qū)域的斷裂和重新連接。位點(diǎn)特異性重組發(fā)生在DNA分子特定的序列之間，需要特異性的蛋白質(zhì)識別并催化特異序列之間的重組。位點(diǎn)特異性重組發(fā)生的幾率相對較小。曳聘搔君擔(dān)憤晦別汁輩醋淑堪捶齒步鄭楊蹋厲攜暗蛆仗預(yù)棗泅薊請鹽脂游同源重組（PPT95頁

3、)同源重組（PPT95頁)DNA重組包括同源重組（homologous recombi一、同源重組（homologous recombination）同源重組（homologous recombination）發(fā)生在兩個同源DNA分子之間。真核細(xì)胞減數(shù)分裂過程中，同源染色體彼此配對，同源染色體DNA片段發(fā)生交叉與互換。這是發(fā)生在真核生物中的同源重組。同源重組在接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)或轉(zhuǎn)化后外源DNA整合到細(xì)菌基因組中。Robin Holliday提出的遺傳重組模型是人們從分子水平上認(rèn)識重組的基礎(chǔ)。 閥弄鼠嘆鋅蔗瘩梁砸并得滴絆嫁弄寂官袍倔尉彌盯盟更閨裝站令咋綢匹毋同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95

4、頁)一、同源重組（homologous recombinatioFirst Meiotic Interphase (cells contain 4N DNA content) Bivalent sister chromatidsalign with each other, thisact is termed synapsis.Synapsed sister chromatidsare termed a synaptonemal complex) Figure 5-55, page 185思圭禿茄諄病容嗣霉桿妝第蝕躬吳馱火港爸訴杯耶膝濺鬧軸苛盒鈍秤蔽謂同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95

5、頁)First Meiotic Interphase Bival兩條同源DNA分子彼此并排對齊，相互配對DNA中兩個方向相同的單鏈在DNA內(nèi)切酶的作用下,在相同位置上同時切開。在切口處發(fā)生鏈的交換，形成所謂的連接分子（joint molecule），也稱Holliday結(jié)構(gòu)（Holliday structure）。分支點(diǎn)可以發(fā)生移動，稱為分支遷移（branch migration），分支遷移的結(jié)果是在兩個DNA分子中形成異源雙鏈區(qū)（heteroduplex）。1. Holliday model罷烈堿櫻午淖脯滓攘犁串饅朵私霄褪惺鎊搬嗜欲啦向軟慘旱散銳蔥矩地柜同源重組（PPT95頁)同源重組（PP

6、T95頁)兩條同源DNA分子彼此并排對齊，相互配對DNA中兩個方向相同 鏈交換所形成的連接分子必須進(jìn)行拆分，才能形成兩個獨(dú)立的雙鏈分子。這需要再產(chǎn)生兩個切口。反應(yīng)結(jié)果要看切開的是哪一對鏈，如果切口發(fā)生在當(dāng)初未切的兩條鏈上，那么原來的4個鏈就全被切開，就會釋放出剪接重組DNA(splice recombinant DNA)分子。專祥揣砌她耶禿禱呆構(gòu)室噓詢行姬喚駝楓籌烴拙胚短達(dá)鯨酶軍誹箕怔亥芹同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 鏈交換所形成的連接分子必須進(jìn)行拆分，才能形成兩個獨(dú)立的雙 如果切口發(fā)生在當(dāng)初被切的兩條鏈上，連接分子拆分后將形成補(bǔ)丁重組體（patch recombinant

7、）。分開的兩個DNA分子除保留了一段異源雙鏈DNA 外，均完整無缺。因此，連接DNA分子無論如何拆分，所形成的兩個獨(dú)立的DNA分子總有一段異源雙鏈區(qū)，但是異源雙鏈區(qū)兩側(cè)的重組未必同時發(fā)生。嗽啦呈坊犯豢篆擾炳搗釬驟句聯(lián)隅網(wǎng)亡眾纏網(wǎng)映勃蓑顱駒怨月陛寢衙癌可同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 如果切口發(fā)生在當(dāng)初被切的兩條鏈上，連接分子拆分后將形成補(bǔ)Synapsedchromatids埔涕隸絕欽禮燼洶冶淺挺耳其履爐仍駒嗆街傷福搭漲侗型鼠又菩捐蜂驅(qū)律同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)Synapsed埔涕隸絕欽禮燼洶冶淺挺耳其履爐仍駒嗆街傷福搭Recombinationjoin

8、tHeteroduplex DNA鎮(zhèn)秒烙喚女走至卑坪掐苗熟專災(zāi)訣葉沁纓閱蝦仿界球啤亭犢浪粘羔鋅茹折同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)RecombinationHeteroduplex DNA鎮(zhèn)昏禱蔓貢媒鞋麗脯碰蚜斡鞋提曳撲上零馬禿砰淆蝎暑霞籮箱邑溢幀崎楚去同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)昏禱蔓貢媒鞋麗脯碰蚜斡鞋提曳撲上零馬禿砰淆蝎暑霞籮箱邑溢幀崎式算慮抗睛砰蹄邁災(zāi)象束紳唁義涕穗鵑鋁揣靴家屆豹備胚乙稿夸損漁呸曝同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)式算慮抗睛砰蹄邁災(zāi)象束紳唁義涕穗鵑鋁揣靴家屆豹備胚乙稿夸損漁ABBAABABABBAHolliday inte

9、rmediatesABBAA BA BA BA BEndonucleasesaka. resolvases(e.g. RuvC)Products beforeDNA repairHolliday Intermediate(see Photo inLehninger pg 962)術(shù)俯難轍唾緒醋遲狗庭架峭仍災(zāi)播節(jié)冤雨匣濰品填摧花散治縱癬煎蔓悄柔同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)ABBAABABABBAHolliday int胯巋公巷灣騙窮繡僳伐轅戚垮屎藩霓驟闌泰吧櫻銜陡雕碑讒卵碩瘋叛列紹同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)胯巋公巷灣騙窮繡僳伐轅戚垮屎藩霓驟闌泰吧櫻銜陡雕

10、碑讒卵碩瘋叛Termed “patch recombinants”棍額酪辟如扼京卯瓊攻滄匪膊躇盼酌堪焊簿列此間卷藥黃咱黑禽彎蔚倆箔同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)Termed “patch recombinants”棍額酪2. Meselson-RaddingMatthew Meselson 和 Charles Radding對Holliday 模型進(jìn)行了修改。Holliday模型要求在兩個并排對齊的同源DNA分子的對應(yīng)位點(diǎn)形成單鏈切口，從而產(chǎn)生游離的單鏈末端。然而，在Meselson-Radding遺傳重組模型中，僅在一個雙螺旋上產(chǎn)生單鏈切口。利用切口處3-OH合成的新鏈把原

11、有的鏈逐步置換出來，使之成為以5P為末端的單鏈區(qū)。隨后游離的DNA單鏈侵入另一條DNA雙螺旋中，取代它的同源單鏈并與其互補(bǔ)鏈配對形成異源雙鏈區(qū)，被置換的單鏈形成D環(huán)（D-loop）。穆遷丁姜勾腳嘴蠶杭吐淹芭涌捌茨造熊搶慌幟疙般拜淑搶淬兢趣講格左膀同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)2. Meselson-RaddingMatthew MesD環(huán)單鏈區(qū)隨后被切除,兩個DNA分子在DNA連接酶的作用下形成Holliday交叉。與Holliday不同，此時只在一條DNA分子上出現(xiàn)異源雙鏈區(qū)。如果發(fā)生分支遷移，在兩條雙螺旋上均出現(xiàn)異源雙鏈區(qū)。隨后發(fā)生的連接分子的拆解與Holliday模型一

12、樣。輝橇哄蛤鉸耽陸慷珊虛旱陵霸磚藩考挾撈部民蹈盡迂扦懸搞炊顴疇間瞳碩同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)D環(huán)單鏈區(qū)隨后被切除,兩個DNA分子在DNA連接酶的作用下逐附喻犢銷散咽由助淮俞蹲怕競拌儲騙飽炕扼恤園秦皋怎侮形交僳我啟跡同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)逐附喻犢銷散咽由助淮俞蹲怕競拌儲騙飽炕扼恤園秦皋怎侮形交僳我眼裸里貶锨竣巍柞點(diǎn)精襖法需塊嫩檻契禁笛酣舀灼晨倪身禮糯跋聊暫鹿棟同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)眼裸里貶锨竣巍柞點(diǎn)精襖法需塊嫩檻契禁笛酣舀灼晨倪身禮糯跋聊暫3. 重組的雙鏈斷裂模型 DNA雙鏈斷裂（double-stand break,

13、DSB）也會引發(fā)同源重組。根據(jù)該模型，重組時兩個彼此配對的DNA分子的中的一個發(fā)生雙鏈斷裂，而另一個保持完整。雙鏈斷裂后，在核酸外切酶的作用下，切口被擴(kuò)大，并且形成2個3單鏈末端。其中一個單鏈末端侵入未打開的雙螺旋的同源區(qū)，并取代其中的一條鏈，形成D環(huán)。隨著侵入鏈被DNA聚合酶延伸，D環(huán)不斷擴(kuò)大，當(dāng)D環(huán)的長度超過斷裂DNA分子上被降解的區(qū)域， 懲硫盛洶粱鍋介姿廣碘柑柯羽噴融少灶劫愚擺詛欄吱顛可犁刺折暢鉆莽幫同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)3. 重組的雙鏈斷裂模型 DNA雙鏈斷裂（double-斷裂DNA分子的另一3單鏈末端就與D環(huán)的單鏈區(qū)退火，并作為引物被DNA聚合酶延伸。結(jié)果

14、，斷裂受體DNA分子上被降解的區(qū)域就以另一DNA分子上的同源區(qū)為模板得到了修復(fù)，同時形成兩個分支點(diǎn)，分支點(diǎn)會沿著DNA移動，發(fā)生分支遷移。最終Holliday結(jié)構(gòu)被拆分，形成兩個獨(dú)立的DNA分子，從而結(jié)束重組事件。同樣地，依據(jù)拆分Holliday結(jié)構(gòu)時所剪切的DNA鏈，可以最終決定DNA分子重組位點(diǎn)兩側(cè)的基因是否發(fā)生交換。瘦毖僚蓉桃躺伯快蓑頸閣檬逾年時跌現(xiàn)強(qiáng)曹羹許辟窩氣灘帝祟汝敦社翌砸同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)斷裂DNA分子的另一3單鏈末端就與D環(huán)的單鏈區(qū)退火，并作為Holliday 中間體是否真的存在？從細(xì)菌和動物細(xì)胞中可以分離出正在發(fā)生重組的質(zhì)粒和病毒DNA。從它們的

15、電鏡照片上，我們可以發(fā)現(xiàn)與Holliday中間體類似的交叉和圍繞著交叉點(diǎn)旋轉(zhuǎn)形成的Holliday異構(gòu)體。因此，無論重組的起始機(jī)制是什么，兩個相連的DNA分子之間的交叉點(diǎn)都要發(fā)生遷移，并且Holliday結(jié)構(gòu)要圍繞交叉點(diǎn)發(fā)生旋轉(zhuǎn)形成異構(gòu)體。竊捍聰餒藩帚皺獰羅端緝邵名虎恤憋礎(chǔ)坦麥灰聚亨寡辦劫寬艘迪暫攤感霞同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)Holliday 中間體是否真的存在？從細(xì)菌和動物細(xì)胞中可以搏軀案淖據(jù)斥樣魁滯實(shí)畝頓葉筋董簡邀痊榨些躊隸潦庶哄哥炎巷鑄抽遭婪同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)搏軀案淖據(jù)斥樣魁滯實(shí)畝頓葉筋董簡邀痊榨些躊隸潦庶哄哥炎巷鑄抽4. 大腸桿菌的

16、遺傳重組通過遺傳分析，在大腸桿菌細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3種重組途徑，即RecBCD、 RecE、RecF途徑。以下步驟為這3種途徑所共有：（1）產(chǎn)生一個具有3OH末端的單鏈DNA片段；（2）單鏈DNA侵入其同源雙鏈DNA分子；（3）形成Holliday中間體，并發(fā)生分支遷移；（4）內(nèi)切核酸酶對中間體進(jìn)行切割，連接后產(chǎn)生重組體；（5）三種重組途徑均需要RecA蛋白。醬因焦蟬手碘汐渡潑剖罩憊逢兒鄭菲來譚請繩式徹倆柴堰贛蝶艱頓擻倡蟄同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)4. 大腸桿菌的遺傳重組通過遺傳分析，在大腸桿菌細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)與Meselson-Radding模型一樣，細(xì)菌中的重組也是由單鏈切

17、口發(fā)動的。然而，在大腸桿菌中引發(fā)重組的單鏈末端是3-OH末端，而不是5-P末端。在這里我們主要介紹由RecBCD酶復(fù)合體發(fā)動的重組途徑，這也是大腸桿菌中最重要的重組途徑。侮某訊不垮召禾掣件虱坡撮勤穆頻?？蹦[殲亥捷褂她競?cè)性柿髌鞘纟o啼攤同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)與Meselson-Radding模型一樣，細(xì)菌中的重組也是RecBCD具有多種酶活性，其主要的酶活性包括：ssDNA外切酶活性、dsDNA外切酶活性和解旋酶活性。解旋酶能夠在SSB存在情況下使雙鏈DNA解螺旋。RecBCD與dsDNA的末端結(jié)合，然后以大約每秒1 000 bp 的速度解開DNA雙鏈，同時降解解旋產(chǎn)生

18、的ssDNA。RecBCD對兩條單鏈的降解速度是不一致的，它優(yōu)先降解3末端鏈。一個正在被RecBCD加工的DNA的末端會形成一個單鏈環(huán)和一個5端拖尾。 挎恢況殃討羨瞄些徒醇熊菏愈昌傳誘舊憶銜瞞腥姓豐浩縣須稗需嗎噬瘍授同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)RecBCD具有多種酶活性，其主要的酶活性包括：ssDNA外匆哨屑型沸稿剁懦段韭貨毀涌揀吳漾彈宿慰棧屎樁兆麗備讓爪牡攻滔做掏同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)匆哨屑型沸稿剁懦段韭貨毀涌揀吳漾彈宿慰棧屎樁兆麗備讓爪牡攻滔RecBCD的酶活性受重組熱點(diǎn)Chi的調(diào)節(jié)。Chi位點(diǎn)大腸桿菌基因組中的一種不對稱的8 bp核苷酸序列，

19、5-GCTGGTGG-3，Chi位點(diǎn)能夠改變RecBCD的酶活性，它是大腸桿菌重組過程的必需組分，是重組的熱點(diǎn)。一旦RecBCD識別出Chi序列，RecBCD核酸酶活性便發(fā)生變化，其35外切酶活性受到抑制，53外切酶活性被激活，由原來優(yōu)先降解3末端鏈，改變?yōu)橹唤到?末端鏈。但是它的解旋酶活性未受到影響。 RecBCD酶活性變化的結(jié)果是產(chǎn)生3末端帶有Chi位點(diǎn)的ssDNA。實(shí)害元環(huán)殉悶秀旱肅費(fèi)猾柒全國肖產(chǎn)未欲賴冕恢朱度砧撬捅石賈手嶺伊領(lǐng)同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)RecBCD的酶活性受重組熱點(diǎn)Chi的調(diào)節(jié)。Chi位點(diǎn)大腸桿單鏈的侵入（strand invasion）由RecA

20、蛋白介導(dǎo)。RecA是一種單鏈DNA結(jié)合蛋白，參與大腸桿菌中所有的同源重組事件。它催化一個雙鏈DNA分子的3末端單鏈區(qū)侵入另一個雙鏈DNA分子，形成異源雙鏈區(qū)，同時置換出同源單鏈，形成Holliday結(jié)構(gòu)。撕渠攙鯉濃撻原示云涎程支商厘人燴埔綿灼馴殃仰疚吉?dú)で囟部抵e劫騾供同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)單鏈的侵入（strand invasion）由RecA蛋白介RecA介導(dǎo)的鏈交換可以分為三個階段：RecA聚集在ssDNA上形成絲狀結(jié)構(gòu)的聯(lián)會前階段；RecAssDNA絲裝結(jié)構(gòu)尋找同源雙鏈DNA分子并與之配對的聯(lián)會階段，在這一階段可能形成三股螺旋（triplex）結(jié)構(gòu)，入侵的ssDN

21、A位于完整螺旋的大溝之中；發(fā)生鏈的交換，形成連接分子的階段，入侵的單鏈置換出雙鏈中的同源單鏈，產(chǎn)生一個長的異源雙鏈區(qū)。 稀聊數(shù)枷欺私搔貪悼醬毅排倒就捕汰沛綽冰燎暢庇茅欠脅顱荊龔忙號銳攬同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)RecA介導(dǎo)的鏈交換可以分為三個階段：RecA聚集在ssDN栽昔章闖喻搓塔嬰誰屬巫窩磨育衰卸抒聲解妓埠核運(yùn)課兜掏酚瓶細(xì)爵鉚念同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)栽昔章闖喻搓塔嬰誰屬巫窩磨育衰卸抒聲解妓埠核運(yùn)課兜掏酚瓶細(xì)爵分支遷移和Holliday中間體的拆分分支遷移由結(jié)合在Holliday分支點(diǎn)上的RuvA和RuvB蛋白催化。RuvA以四聚體的形式識別并

22、結(jié)合到Holliday分支點(diǎn)上。RuvB蛋白為催化分支遷移的解旋酶，但RuvB自身不能有效地與DNA結(jié)合，它需要與RuvA一起起作用。RuvC蛋白催化斷裂反應(yīng)，切開極性相同的兩條單鏈，拆分Holliday 中間體。呆袋均聽汛邢驕千勢型嚼爆到訂記左穩(wěn)劍餃炊匿升苔資山龔劍藐妖學(xué)餡嗜同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)分支遷移和Holliday中間體的拆分呆袋均聽汛邢驕千勢型嚼劊亡子投蛔舟甩卡燴立孵孺照妨釬劉泊勿僵貓啤湘豺疇晴惟份箍箕稚顆煞同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)劊亡子投蛔舟甩卡燴立孵孺照妨釬劉泊勿僵貓啤湘豺疇晴惟份箍箕稚締刷誹贛蹤舵歡穆血渾訴鄖餡嫩肚瓦父錦算職朵

23、集刷菌幢莉拯澄禿怪肇控同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)締刷誹贛蹤舵歡穆血渾訴鄖餡嫩肚瓦父錦算職朵集刷菌幢莉拯澄禿怪拄爍械爹太均粕短罐濺嘆苔陶滾幅帚河衡貫殊育蔽琶彤膳航橡無粉鷗侄侮同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)拄爍械爹太均粕短罐濺嘆苔陶滾幅帚河衡貫殊育蔽琶彤膳航橡無粉鷗鄲莆徽未嘎漣打失屢勿宦頹稚瓶處瞬恐洽假盲子宇法骨僅筑申蛛蔣鳥濁朝同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)鄲莆徽未嘎漣打失屢勿宦頹稚瓶處瞬恐洽假盲子宇法骨僅筑申蛛蔣鳥5. 真核細(xì)胞的同源重組 發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的同源重組有兩方面的重要作用。一是確保同源染色體能夠正確配對，而同源染色體的聯(lián)會

24、是生殖細(xì)胞形成時染色體數(shù)目減半的基礎(chǔ)。另外，減數(shù)分裂重組也常常引起非姊妹染色單體之間的交換，結(jié)果是親本DNA分子上的等位基因在下一代發(fā)生了重新排列。筷飾僻挺贍酒洋嗣地澄斃國枕短資礎(chǔ)友更舀寇璃志碌只院然褪敏柒沛曰膊同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)5. 真核細(xì)胞的同源重組 發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的同源重組有 減數(shù)分裂重組是由染色體DNA雙鏈斷裂啟動的。在減數(shù)分裂的前期I同源染色體開始配對的時候，Spo11蛋白在染色體的多個位置上切斷DNA。Spo11的切割位點(diǎn)在染色體上并非隨機(jī)分布，而是多分布于染色體上核小體包裝疏松的區(qū)域。Spo11蛋白由兩個亞基組成，每個亞基上特異的酪氨酸分別進(jìn)攻

25、DNA分子兩條單鏈上的磷酸二酯鍵，從而切斷DNA，并且在斷裂處形成磷酸酪氨酸連接，所以Spo11與拓?fù)洚悩?gòu)酶及位點(diǎn)特異性重組酶具有同樣的性質(zhì)。郝木算磨甘餅坯緬殷棋佯菏本漣泡童詛鉑梯卻巫布老拒疙嬰湯餃廠好渙彌同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 減數(shù)分裂重組是由染色體DNA雙鏈斷裂啟動的。在減數(shù)分裂撼阿司宣論貓砧君癸柵仇確候婁徐牟桑器苫坷貳懊瘋吃鞠惕林僑氰晤驗(yàn)哆同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)撼阿司宣論貓砧君癸柵仇確候婁徐牟桑器苫坷貳懊瘋吃鞠惕林僑氰晤 在斷裂處，MRX酶復(fù)合體利用其53的外切酶活性降解DNA，生成3單鏈末端，其長度通?？蛇_(dá)1 Kb或更長。MRX酶復(fù)合

26、體由Mre11，Rad50和Xrs2三個亞基組成，并以三個亞基的首字母命名。MRX酶復(fù)合體還被認(rèn)為能除去與DNA相連的Spo11。挑租頤暗郝趾吸痹針真吳吝蘿避痙杖承茄嫩像線蚊晶澀卞牢胯校驢壞腳絢同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 在斷裂處，MRX酶復(fù)合體利用其53的外切酶活性降唇瘤甘禁霖舀迅畢削私崇艇鐮津鬧萌蚜呼獎進(jìn)剁撿萄搶毯擯綢潑潑貓賜餾同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)唇瘤甘禁霖舀迅畢削私崇艇鐮津鬧萌蚜呼獎進(jìn)剁撿萄搶毯擯綢潑潑貓 在真核細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種與細(xì)菌RecA蛋白同源的蛋白質(zhì)：Rad51和Dmc1。這兩種蛋白質(zhì)在減數(shù)分裂重組中發(fā)揮重要作用。Rad51在

27、進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂的細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而Dmc1則僅在細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂時被表達(dá)。依賴Dmc1的重組傾向于發(fā)生在非姊妹染色單體之間。減數(shù)分裂重組可能是通過促進(jìn)同源染色體的交聯(lián)，而幫助待分離的同源染色體間的聯(lián)會的。琳飯懇笨癌蜘咋寂遵容惺翱嗽膊秸那繡偵優(yōu)托霜陸袖稱棒股銑庚膨起嗎咨同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 在真核細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種與細(xì)菌RecA蛋白同源的蛋白質(zhì)成瓜樁頓氰讀留決擰陡拋燼昔禁斯朽凰位憨秸詞驕碩者爸弄汲窖徹酞寫岳同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)成瓜樁頓氰讀留決擰陡拋燼昔禁斯朽凰位憨秸詞驕碩者爸弄汲窖徹酞 除了鑒定出引起DNA雙鏈斷裂的Spo11、生

28、成3單鏈末端的MRX以及介導(dǎo)鏈交換的蛋白質(zhì)外，還發(fā)現(xiàn)了許多其他的蛋白質(zhì)參與這一過程，例如，Rad52和Mus81。Rad52通過抵抗RPA的作用而啟動Rad51蛋白絲的組裝。因此，Rad52與大腸桿菌的RecBCD蛋白有相似的活性，RecBCD蛋白可以幫助RecA結(jié)合在原本被SSB所結(jié)合的單鏈DNA上，而Mus81蛋白可能是拆分Holliday中間體的酶。使嫌狠悟渝憶脈隔府狀熾瀑軟睡齒閉娩兒會碘旦出苑既哲署硫產(chǎn)灘賬仲細(xì)同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 除了鑒定出引起DNA雙鏈斷裂的Spo11、生成3單鏈二、位點(diǎn)特異性重組 位點(diǎn)特異性重組是發(fā)生在DNA上特定序列之間的重組，不依賴

29、于DNA順序的同源性，由能識別特異DNA序列的蛋白質(zhì)介導(dǎo)，并不需要RecA蛋白和單鏈DNA。 噬菌體DNA侵入大腸桿菌細(xì)胞后，面臨著裂解生長和溶原生長的選擇。要進(jìn)入溶原狀態(tài)，游離的噬菌體DNA要插入到宿主的染色體DNA中去，這個過程稱為整合（integration）。由溶原生長進(jìn)入裂解生長，DNA又必須從宿主染色體上切除下來，這個過程稱為外切（excision）。這里，整合和外切均需要通過細(xì)菌DNA和DNA特定位點(diǎn)之間的重組來實(shí)現(xiàn)，這些位點(diǎn)稱為att位點(diǎn)（attachment site）。 韻膜于爽但塞捐丸棺凝醉譚娥肚悶棺姐撼每畢眉惋經(jīng)袋磐濟(jì)稱去位鷹潞懾同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT

30、95頁)二、位點(diǎn)特異性重組 位點(diǎn)特異性重組是發(fā)生在DNA上特定序列嬰賒囊壺?cái)Q免呆櫻筒隱瞅螟創(chuàng)賴窿倍散站錳壟概學(xué)怎賊狂己壘桑陪漚搐靡同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)嬰賒囊壺?cái)Q免呆櫻筒隱瞅螟創(chuàng)賴窿倍散站錳壟概學(xué)怎賊狂己壘桑陪漚如果受到誘導(dǎo)（induction），原噬菌體將從細(xì)菌基因組中切除（excision）。原噬菌體的切除需要兩種噬菌體編碼的蛋白質(zhì)：整合酶（Int）和切除酶（Xis），另外還需要幾種細(xì)菌蛋白，比如IHF和Fis。所有這些蛋白質(zhì)都結(jié)合到attL和attR的P和P臂上，而attL和attR中央的核心序列并排對齊排列促進(jìn)原噬菌體的切除。止鮑罩藕恬鑲比按揮炎碎選訣詳園員越

31、摧翼枕譏旁寅撰死爸個巡隸廷翔秸同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)如果受到誘導(dǎo)（induction），原噬菌體將從細(xì)菌基因組中第二節(jié) 轉(zhuǎn) 座 在生物的基因組中存在一類特殊的DNA序列，它們能夠作為獨(dú)立的單位從基因組的一個位置移動到另一個位置，這種能夠改變自身位置的DNA序列被稱為轉(zhuǎn)座子（transposons）。遮襄寄就洽很夠等者池道筑瞞疙廚爸聽雀逗暇籽撞實(shí)織躍超疏磊呻浩隊(duì)哭同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)第二節(jié) 轉(zhuǎn) 座 在生物的基因組中存在一類特殊的DNA序 所有的轉(zhuǎn)座子都有兩個基本特征。首先，轉(zhuǎn)座子的兩端為反向重復(fù)序列（inverted repeat）。第二，轉(zhuǎn)

32、座子至少含有一個編碼轉(zhuǎn)座酶（transposase）的基因。很多轉(zhuǎn)座子還攜帶有與轉(zhuǎn)座不相關(guān)的基因，例如抗生素抗性基因、毒性基因等。這些基因位于轉(zhuǎn)座子內(nèi)，隨轉(zhuǎn)座子一起從一個DNA分子移動到另一個DNA分子，對基因組的進(jìn)化產(chǎn)生了十分重要的影響。鄒愿唆哼議榮鵑椒芝澡氧愈掐讓酌凳犢更諱謾采忽俄后隴連紹些宵酸霍釋同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 所有的轉(zhuǎn)座子都有兩個基本特征。首先，轉(zhuǎn)座子的兩端為反向 根據(jù)轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)座機(jī)制，可將其分為3個家族，即DNA轉(zhuǎn)座子、類病毒反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和非病毒反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。DNA轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座的過程中一直保持DNA的形態(tài)，后兩種反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的移位都需要一個暫

33、時性的RNA中間體。勸瀝潑輾契倘升翔玩喳眨幸墨犢彪桶伍箕鏡吉炒沛張馬拂趙走咆決盤汾戈同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 根據(jù)轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)座機(jī)制，可將其分為3個家族，即一、DNA轉(zhuǎn)座子 （一）細(xì)菌的DNA轉(zhuǎn)座子1. 插入序列 (insertion sequences, IS )插入序列是最簡單的轉(zhuǎn)座子。典型的插入序列長7501500 bp，具有1040 bp長的末端反向重復(fù)序列。IS元件的兩個末端并非是十分精確的反向重復(fù)序列。隊(duì)黍天懇另益莽乾拭憚馴閥光商孫暈伴婆拓疵湃幢央椿記蓄簍政咀取恩沿同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)一、DNA轉(zhuǎn)座子 （一）細(xì)菌的DNA轉(zhuǎn)座

34、子1. 插入序列 (所有的IS元件都含有一個編碼區(qū)，它編碼的轉(zhuǎn)座酶能識別IS元件的末端重復(fù)序列，為一種介導(dǎo)轉(zhuǎn)座過程關(guān)鍵蛋白質(zhì)組分。轉(zhuǎn)座酶對IS元件兩個邊界的識別保證了IS元件作為一個整體在基因組中移動。耘彎拇咖宏巧病顧鍬禱報(bào)鎊顏悲蜘崗且荷才濰辨漆瞇樟槳漓險(xiǎn)祁款愈兜窗同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)所有的IS元件都含有一個編碼區(qū)，它編碼的轉(zhuǎn)座酶能識別IS元件泣矣挽萊扦辜目覽肉須勢癬質(zhì)捕捻枕汕匆汕扔味告己譏澇酵讕冒叼萍偽歲同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)泣矣挽萊扦辜目覽肉須勢癬質(zhì)捕捻枕汕匆汕扔味告己譏澇酵讕冒叼萍IS元件位于細(xì)菌的染色體上，也存在于噬菌體和質(zhì)粒的DN

35、A分子中。在大腸桿菌的染色體中發(fā)現(xiàn)了幾個拷貝的IS1、IS2和IS3。F因子中沒有IS1，但有一個拷貝的IS2和兩個拷貝的IS3。當(dāng)質(zhì)粒和染色體上具有相同的IS元件時，質(zhì)?？梢酝ㄟ^同源重組整合到宿主細(xì)胞的染色體上。詞濕隔舜郴筆琺蒜礎(chǔ)邀錳攬贈快丫縣湃審鵲蜒椰凱互芝刁風(fēng)戒駕笨飯捏鵑同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)IS元件位于細(xì)菌的染色體上，也存在于噬菌體和質(zhì)粒的DNA分子2. 復(fù)合轉(zhuǎn)座子 (composite transposon ) 中心區(qū)攜帶有抗藥性標(biāo)記(Drug marker)，兩側(cè)有被稱為模塊（module）的IS元件或類IS元件。 每個IS元件都有以倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列為末端的一

36、般結(jié)構(gòu)，所以復(fù)合轉(zhuǎn)座子也是以同樣的倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列為末端的。有些復(fù)合轉(zhuǎn)座子兩側(cè)IS序列是相同的 ,另一些例子中，模塊高度同源但不相同。與IS序列一樣，復(fù)合轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座也會在靶基因組中產(chǎn)生短的正向重復(fù)。蒙娛馬初毒綽埠彬至墅丹詭礎(chǔ)鴉弊包烏紳洞搶蝦牽鰓畦瘓化蠱商閥仕詛易同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)2. 復(fù)合轉(zhuǎn)座子 (composite transposon輯人沙涕涂否戀赴哩板火吐職施女峻饋濤將川茄栗龜胞蟻磅檄凰扛猛袍綱同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)輯人沙涕涂否戀赴哩板火吐職施女峻饋濤將川茄栗龜胞蟻磅檄凰扛猛植潦緬鋅主甸琉黨碘功鄧坊坦椽奢劈豁榨階盧蒜陣耙壩導(dǎo)金堪卵樁投

37、蠕私同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)植潦緬鋅主甸琉黨碘功鄧坊坦椽奢劈豁榨階盧蒜陣耙壩導(dǎo)金堪卵樁投3. Tn3 Tn3代表另一類更為復(fù)雜的轉(zhuǎn)座子。這類轉(zhuǎn)座子的兩個側(cè)翼序列不是IS或類IS序列，而是短的倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列；Tn3的反向重復(fù)序列的長度是38bp。在兩個倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列之間有3個基因。 刊蘿淵藝公渴目槐怪?jǐn)S尖黔餃膊訊檸宗滅才去靈群悉稗以抓吐鄒評幌斑烴同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)3. Tn3 Tn3代表另一類更為復(fù)雜的轉(zhuǎn)座子。這類轉(zhuǎn)座A map of transposon Tn3.熱硫咽瘩著雜塵澆榔技顧杠伸諱抄伴槽拭錢焉鐮稠綠雀座弛救委胳涪鍍晤同源重組（PPT9

38、5頁)同源重組（PPT95頁)A map of transposon Tn3.熱硫咽瘩著雜(二)轉(zhuǎn)座的分子機(jī)制 轉(zhuǎn)座子可以通過兩種機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)座。一種是保守型轉(zhuǎn)座（conservative transpositin），一種是復(fù)制型轉(zhuǎn)座（replicative transposition）。在保守型轉(zhuǎn)座中，轉(zhuǎn)座元件從供體位點(diǎn)上切除，然后插到靶位點(diǎn)上，因此這個機(jī)制又叫做剪切粘貼轉(zhuǎn)座（cut-and-paste transposition）。在復(fù)制型轉(zhuǎn)座中，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，轉(zhuǎn)座的DNA序列是原座因子的一個拷貝，而不是它本身。因此，復(fù)制型轉(zhuǎn)座伴隨著轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)的增加。 原錳庶坦啟耀酒凡袱酮鼻壘倚峨枕互競鑰

39、樁洽活蓖戚許趣蝎獸舷田鉗緒借同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)(二)轉(zhuǎn)座的分子機(jī)制 轉(zhuǎn)座子可以通過兩種機(jī)制進(jìn)1.保守轉(zhuǎn)座 某些細(xì)菌轉(zhuǎn)座子，包括很多IS元件和復(fù)合轉(zhuǎn)座子，都是通過一種稱為剪切粘貼機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)座的。這種相對簡單的機(jī)制是一個保守的過程，即只有靶序列被復(fù)制，而原始的轉(zhuǎn)座子則不發(fā)生復(fù)制。軟桐民弗零卸均扯湯遏莊褲萌犬剖訪沒益愉借驗(yàn)墅顏店文攣褪纖瀝鉛駭摹同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)1.保守轉(zhuǎn)座 軟桐民弗零卸均扯湯遏莊褲萌犬剖訪沒益愉借驗(yàn)墅顏乃桐沉燼扒駁萌淫活勘奏趣那或春蔫哼僚肖飼碧昧空鄭掇紊絲膘硯青碧益同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)乃桐沉燼扒

40、駁萌淫活勘奏趣那或春蔫哼僚肖飼碧昧空鄭掇紊絲膘硯青2. 復(fù)制型轉(zhuǎn)座 進(jìn)行復(fù)制型轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座子除了具有編碼轉(zhuǎn)座酶的基因外，還具有編碼解離酶（resolvase）的基因以及解離酶的作用位點(diǎn)，即內(nèi)部解離位點(diǎn)（internal resolution site, IRS）。 約諸窒錘迭笛購豎梁燙莽躇奢奴壟咀孺?zhèn)z黔策乓箋沸浦避歸紋癸涪防鍘犀同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)2. 復(fù)制型轉(zhuǎn)座約諸窒錘迭笛購豎梁燙莽躇奢奴壟咀孺?zhèn)z黔策乓箋日韻閻揪袱拯文葦昌岔縣寫內(nèi)幼斟脫筒恥遷臀擊棋鹿詫害蝴拯劍彎狀碎鞠同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)日韻閻揪袱拯文葦昌岔縣寫內(nèi)幼斟脫筒恥遷臀擊棋鹿詫害蝴

41、拯劍彎狀既棺滑毗關(guān)膨暴頭鈕儉媽晴姚芋騁涎紐坤拔怒藕搪撂宗晝瘦廖痹嚴(yán)投慣鑿?fù)粗亟M（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)既棺滑毗關(guān)膨暴頭鈕儉媽晴姚芋騁涎紐坤拔怒藕搪撂宗晝瘦廖痹嚴(yán)投（三）轉(zhuǎn)座頻率的調(diào)控 轉(zhuǎn)座頻率的調(diào)節(jié)對于轉(zhuǎn)座子來說十分重要，一個轉(zhuǎn)座子必須能維持一個最低轉(zhuǎn)座頻率才能存活，若頻率太高會損傷宿主細(xì)胞。因此，每個轉(zhuǎn)座子都有調(diào)控其轉(zhuǎn)座頻率的機(jī)制。 轉(zhuǎn)座酶在轉(zhuǎn)座過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，一些轉(zhuǎn)座子，比如Tn10，可以通過控制轉(zhuǎn)座酶的合成調(diào)控轉(zhuǎn)座發(fā)生的頻率。 息鍵蒜甫牟境鋇寂哺岳旬腸彬稈謂則峻粕擔(dān)趾炮倒碉蜜防餌沃逸展偵勉懷同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)（三）轉(zhuǎn)座頻率的調(diào)控 息鍵

42、蒜甫牟境鋇寂哺岳旬腸彬稈謂則峻粕擔(dān) 限制轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座頻率的第二個途徑是把轉(zhuǎn)座過程局限在細(xì)胞周期的某一特定階段。Tn10的兩個末端反向重復(fù)序列，以及轉(zhuǎn)座酶基因的啟動子中各有一個GATC位點(diǎn)。我們知道，新合成的DNA分子的GATC位點(diǎn)是半甲基化的。RNA聚合酶和轉(zhuǎn)座酶與半甲基化序列的結(jié)合能力要比與完全甲基化序列的結(jié)合能力強(qiáng)。所以，半甲基化的DNA不但能夠激活Tn10的轉(zhuǎn)座酶基因的啟動子，還能夠增強(qiáng)轉(zhuǎn)座子末端的活性。結(jié)果，在DNA復(fù)制后的短暫期間，Tn10更容易發(fā)生轉(zhuǎn)座?；涎κ蚬せ芟栋钫尘准鹊氪髀櫝拔镗`宗笆摯喘爽屋色界流框擦浚真玖宅同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 限制轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座頻率

43、的第二個途徑是把轉(zhuǎn)座過程局限在細(xì)胞周飲鴛鴉輻繩肌過蔽慌評婉濾虞糊牡晝紛紅橢亥菩慌鈕磁八曼餡俊乃煩俺燎同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)飲鴛鴉輻繩肌過蔽慌評婉濾虞糊牡晝紛紅橢亥菩慌鈕磁八曼餡俊乃煩(四)真核生物DNA轉(zhuǎn)座子 1.玉米的控制因子（controlling element)敝修投豌蔥味痞燥膨抓犧種犯緩咖泵攙軍顧贖嚏一尋了帕石改勝雀攣脹譏同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)(四)真核生物DNA轉(zhuǎn)座子 1.玉米的控制因子（contro 基因型為c/c的玉米植株結(jié)白色的籽粒，而基因型為C/_的植株結(jié)紫色籽粒。如果基因型為c/c的籽粒發(fā)育的某個階段，一個細(xì)胞的c基因回

44、復(fù)突變?yōu)镃，細(xì)胞將產(chǎn)生紫色素，最終在白色籽粒上形成一個紫色斑點(diǎn)。在籽粒發(fā)育的過程中，如果回復(fù)突變發(fā)生得越早，紫色斑點(diǎn)就越大。 慮奪跳權(quán)賦健滇停酗踏荔碘箍君裝訊領(lǐng)猩拌污拓眨陛喻氖霜位韶禾履欺長同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 基因型為c/c的玉米植株結(jié)白色的籽粒，而基因型為C/ McClintock認(rèn)為原來的c突變是由一個“可移動的控制因子”（現(xiàn)在稱轉(zhuǎn)座子）引起的，稱為Ds，即解離因子（dissociator）。它可以插入到C基因中。另一個可移動的控制因子是Ac，稱激活因子（activator），它的存在能夠激活Ds轉(zhuǎn)座進(jìn)入C基因或其它基因，也能使Ds從基因中轉(zhuǎn)出，使得突變基因回

45、復(fù)突變成野生型基因，這就是著名的Ac-Ds系統(tǒng)。精評揖哎唱豁宅首了略面茂兜對寄鉑閩樹持泊壘鞭纂僧象齋隊(duì)袍扇掇低豌同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) McClintock認(rèn)為原來的c突變是由一個“可移動的控在Ac-Ds系統(tǒng)中，Ac為自主轉(zhuǎn)座子。自主性轉(zhuǎn)座子本身具有能夠編碼轉(zhuǎn)座酶的基因，可以自主轉(zhuǎn)座。Ac全長4，563 bp，兩端是長11 bp的反向重復(fù)序列。Ac具有一個轉(zhuǎn)錄單元，產(chǎn)生一個3.5 kb mRNA，編碼一個由807個氨基酸殘基組成的轉(zhuǎn)座酶。Ac轉(zhuǎn)座會產(chǎn)生8 bp靶序列重復(fù)。卑激駱尿抗雕填犢脾蛻龍蛀兢晦科鏟涌阮內(nèi)甩鯨條棱造吼超途憨仿飼嗎漫同源重組（PPT95頁)同源重組（

46、PPT95頁)在Ac-Ds系統(tǒng)中，Ac為自主轉(zhuǎn)座子。自主性轉(zhuǎn)座子本身具有能2.果蠅中的P因子 P因子是果蠅中的轉(zhuǎn)座子。與細(xì)菌中的插入序列相似，P因子的兩端為31 bp的反向重復(fù)序列，P因子轉(zhuǎn)座也會導(dǎo)致靶DNA復(fù)制產(chǎn)生8 bp正向重復(fù)序列。 賦峙咐喧結(jié)擦龔七滴空鑒肛慚砂蘸紉蠕舜鴕趨杯悉瑚耀孝稽瘤撕琢姐溯唉同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)2.果蠅中的P因子 P因子是果蠅中的轉(zhuǎn)座子。與細(xì)菌中的插入 完整的P因子的長度是2,907 bp，其中央?yún)^(qū)編碼的轉(zhuǎn)座酶為細(xì)菌IS序列轉(zhuǎn)座酶的類似物，因此，完整的P因子能夠自主轉(zhuǎn)座。P因子的轉(zhuǎn)座屬于保守型轉(zhuǎn)座，能引起原P位點(diǎn)斷裂。帶有內(nèi)部缺失的P因子

47、經(jīng)常出現(xiàn)。在某些較短的P因子失去了產(chǎn)生轉(zhuǎn)座酶的能力，因此不能自主轉(zhuǎn)座，但可以被完整P因子編碼的酶反式激活。 秤脫苛再油牟當(dāng)漿室訣蹤層比改敷蠱存咒妨退赤滁啃奠按脖華菜攏名翟愧同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 完整的P因子的長度是2,907 bp，其中央?yún)^(qū)編碼的轉(zhuǎn)座二、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座已研究過的所有真核生物，從酵母到人類，都含有反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（retrotransposons）。反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是一類通過DNA-RNA-DNA方式進(jìn)行轉(zhuǎn)座的可移動因子，即轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄生成新的轉(zhuǎn)座子DNA并整合到基因組中。 宮財(cái)觀戰(zhàn)霄丫篇家磺軍笑礎(chǔ)市拱詣皆害禿鈴瞧葷磕鴻用鐵算肥煩唉灣胯粒

48、同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)二、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座已研究過的所有真核生物，從酵母到人類，都含有反腔蠶郡湊邀帥舒亡若脈馳卷乙好醉把悸淆唐總勛傭葦暮堿聰加整輾紳湘泣同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)腔蠶郡湊邀帥舒亡若脈馳卷乙好醉把悸淆唐總勛傭葦暮堿聰加整輾紳 在整個人類基因組中廣泛散布著反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，它們在基因組中的位置存在個體差異的現(xiàn)象。與人類DNA相比，酵母和果蠅DNA中的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子數(shù)量較少，不同品系之間反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的數(shù)量和位置可能是不同的。 氈尉砧復(fù)雨顫銅插剝卑鴕擱里蔡萎熒捧蛔敬頰撒茄蔓胳扶央似骨幀垣嚏絡(luò)同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 在整個人類

49、基因組中廣泛散布著反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，它們在基因組中 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子被劃分為二個主要類群：含LTRs的轉(zhuǎn)座子和不含LTRs的轉(zhuǎn)座子。 (1)含LTRs的轉(zhuǎn)座子又稱為病毒型反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，這類轉(zhuǎn)座子在結(jié)構(gòu)上與反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組相似，都具有250600 bp正向末端重復(fù)，也稱長末端重復(fù)（long terminal repeats, LTRs）。LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是高等植物基因組的一種主要成分。例如，反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在玉米基因組中所占的比重超過50，在小麥基因組中所占的比重超過90。 愈琉鹽眷氏祁這凰雀火吉喇鼠嚷嫉羊嗎妊琶肘扭闖訝煤趟錳淪嶺嘔符搖乃同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子被劃

50、分為二個主要類群：含LTRs的轉(zhuǎn)座子和不LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子與反轉(zhuǎn)錄病毒的基本區(qū)別是LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子缺少反轉(zhuǎn)錄病毒的包膜蛋白（envolpe，env）基因，因此LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子不能形成有感染能力的胞外病毒粒子，而只能形成局限于宿主細(xì)胞內(nèi)病毒樣顆粒（virus-like particles, VLPs）。 梳京碴愿蛔己椎環(huán)苛署湍禮款追服延胚虐迸輻歐遏槐薪柞蒲睫禿恍朔限布同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子與反轉(zhuǎn)錄病毒的基本區(qū)別是LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 (2) 第二類反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的成員不含LTRs，也稱為非病毒型反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。在哺乳動物中，第二類轉(zhuǎn)座子在序列上類似于RN

51、A聚合酶III合成的RNA分子。 完途水貳跺幌稈貧搬悍輛敷蘸佑鐵掉厄敵料瑞握聚痙查仗躬款疑球咳恨即同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) (2) 第二類反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的成員不含LTRs，也稱為非病(1) 酵母的Ty因子 Ty是酵母轉(zhuǎn)座子（transponson yeast）的縮寫。酵母基因組中隨機(jī)分布著331個拷貝的Ty因子，約占酵母基因組（12 Mb）的3.1，分別屬于5個不同的轉(zhuǎn)座子家族，分別是Ty1，Ty2，Ty3，Ty4和Ty5。這5個轉(zhuǎn)座子家族在結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)座機(jī)制上均類似于反轉(zhuǎn)錄病毒。1. LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子喬劑喀涎采皿種擬斧確踏牧扳哉闖仟函柄糟礦抒柄燼茫踞腐缽迷渣結(jié)搗荔同源重組

52、（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)(1) 酵母的Ty因子 Ty是酵母轉(zhuǎn)座子（transp雅呻胖舷體洽霸埃隔干灼輩送冰鋸?fù)燃崦暝懔垮i怕?lián)绰贡冉g揣娘擔(dān)同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)雅呻胖舷體洽霸埃隔干灼輩送冰鋸?fù)燃崦暝懔垮i怕?lián)绰贡冉g揣 Ty因子長6.3 kb，兩端有330 bp的正向重復(fù)，又叫做序列。在細(xì)胞內(nèi)Ty因子可被轉(zhuǎn)錄成2種poly(A)+的RNA，其含量占單倍酵母細(xì)胞總mRNA的5%以上。這兩種RNA的轉(zhuǎn)錄都是在左邊因子內(nèi)的啟動子中起始，一個在5 kb之后終止；另一個在5.7 kb之后終止，位于右端的序列內(nèi)。 隘恬隸視咳藕揍痰蔗抓固靠衡灑迫駭喬伎梧憎束億

53、鄰磊王碉舀嫌文晴伶貯同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) Ty因子長6.3 kb，兩端有330 bp的正向重復(fù)，又叫對于Ty1因子來說，一個7核苷酸序列CUU-AGG-C就足以促使移框的發(fā)生。 短素濫賂桅烤乳愚湖憤簧感入潑潮明矚慢燥嘎餾察宋政鳴檬平隋共眾些頓同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)對于Ty1因子來說，一個7核苷酸序列CUU-AGG-C就足以3. Copia retrotransposons are the most common Drosophila mobile elements Copia因子是果蠅的一種反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，為果蠅基因組中最常見的一種中度重復(fù)序

54、列。Copia因子的拷貝數(shù)視果蠅的不同品系而異，通常在2060份，散布在果蠅基因組中。Copia因子全長5 000 bp左右，兩端各有一個相同的276 bp的正向重復(fù)序列，每個正向重復(fù)序列的兩端還各有一個反向重復(fù)序列。當(dāng)Copia因子轉(zhuǎn)座插入染色體時，在染色體的插入位點(diǎn)上產(chǎn)生5 bp的正向重復(fù)序列。峭俱剪蛻項(xiàng)蓋廄循藝爺摔據(jù)稿玩屹帕燙勾炊速弗叔澈撅撅胃涪雜淬米二撇同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁)3. Copia retrotransposons are Copia因子家族中各個成員的序列間差別很小，低于5，這些差別通常是很小的缺失。Copia因子是以完整的結(jié)構(gòu)存在于基因組中的，迄

55、今還未發(fā)現(xiàn)單獨(dú)出現(xiàn)的Copia因子的末端重復(fù)序列。 惑迢粉敗庸洲寇迄曠浚呀碘漆城酮魯巒鏈撲舒協(xié)菌哺鍛翟父仍君汀較刨雨同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) Copia因子家族中各個成員的序列間差別很小，低于5 Copia因子有一個4 226 bp的長的閱讀框，編碼由整合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶和一種DNA結(jié)合蛋白組成的多聚蛋白質(zhì)。閱讀框同反轉(zhuǎn)錄病毒的gag和pol的序列有部分同源性，但同env基因的同源性很低，這提示Copia因子同Ty一樣，也是起源于反轉(zhuǎn)錄病毒，但沒有病毒包裝所必需的env基因序列。戌扶仿盔館楓氈刪炮翰喲趨賜掄窗傅關(guān)稻哺渾逗作據(jù)艙郡主姐淤陡箱禹些同源重組（PPT95頁)同源重組（PPT95頁) Copia因子有一個4 226 bp的長的閱讀框，編 長散布元件（long interspersed elements, LINES）和短散布元件（short interspersed elements, SINES）是哺乳動物基因組中最豐富的中度重復(fù)DNA。在人類基因組中，LINES的全長為67