化學(xué)誘變劑課件

第二節(jié)DNA突變DNA突變（mutation）：指DNA分子結(jié)構(gòu)變異一突變類型：

1.轉(zhuǎn)換（transition）：兩種嘌呤（嘧啶）互換2.顛換（transvertion）：嘌呤(嘧啶)與嘧啶（嘌呤）互換點突變：只有一個堿基被取代。結(jié)果只造成所編碼蛋白質(zhì)中一個氨基酸的變異。3.插入（insertion）：一個或多個堿基插入DNA序列中。非3的整數(shù)倍時，產(chǎn)生移碼突變。4.缺失（deletion）：一個或多個堿基缺失造成的突變。也可產(chǎn)生移碼突變。第二節(jié)DNA突變DNA突變（mutation）：指DN1二誘變劑作用：自然突變：自然條件下產(chǎn)生的突變。突變率很低。誘變：采用物理或化學(xué)因子導(dǎo)致的突變。誘變劑（mutagen）：致誘變的理化因子。（1）物理誘變劑：紫外線：形成胸腺嘧啶二聚體，TT、CT和CCX-射線、-射線:高能射線直接引發(fā)突變電離輻射產(chǎn)生自由基，間接導(dǎo)致突變二誘變劑作用：自然突變：自然條件下產(chǎn)生的突變。突變率很低2（2）化學(xué)誘變劑：堿基類似物：酮式：與A配對5-溴尿嘧啶(BU)等烯醇式：與G配對

堿基修飾劑：亞硝酸：使堿基脫氨。AI，與A、C、U配對氮芥：烷化劑，形成鏈內(nèi)（間）G二聚體，GG亞硝基胍：烷化劑，可控制突變位點。

嵌入染料：溴乙啶（EB）；吖啶橙等扁平分子，可插入堿基對之間，導(dǎo)致移碼突變（2）化學(xué)誘變劑：堿基類似物：3第三節(jié)DNA的損傷修復(fù)一錯配修復(fù)（mismatchrepair）：

DNA復(fù)制發(fā)生錯配時，錯配修復(fù)系統(tǒng)啟動，通過識別復(fù)制起點（oriC）處GATC序列是否被甲基化而找出新鏈，將新鏈水解后重新合成。二直接修復(fù)（directrepair）：

光復(fù)活修復(fù)紫外線照射引起的胸腺嘧啶二聚體或、

等。TTCTCC第三節(jié)DNA的損傷修復(fù)一錯配修復(fù)（mismatch4

光復(fù)活（photoreactiverepair）：~400nm可見光光復(fù)活（photoreactiverepair）：~5堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)三切除修復(fù)：

在一系列酶作用下，DNA中損傷部分切除，并以完整鏈為模板，合成切除部分的修復(fù)方式。無堿基的“AP”位點堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)三切除修復(fù)：在一系列酶作用下6四重組修復(fù)：從同源DNA母鏈上將相應(yīng)序列重組交換到子鏈的缺口處，再彌補母鏈空缺的修復(fù)方式。重組修復(fù)結(jié)果，損傷并未切除，隨傳代而“稀釋”了。四重組修復(fù)：從同源DNA母鏈上將相應(yīng)序列重組交換到子鏈的7五應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯修復(fù)：應(yīng)急反應(yīng)（SOSrespones）：細胞DNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受抑制的緊急情況下，為求得生存而出現(xiàn)的包括誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細胞分裂抑制等多種反應(yīng)。由SOS反應(yīng)誘導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)：（1）避免差錯系統(tǒng)：光復(fù)活、切除修復(fù)和重組修復(fù)等，修復(fù)時不引入差錯。（2）錯誤傾向修復(fù)；產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶IV和V（polIV和polV）。五應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯修復(fù)：應(yīng)急反應(yīng)（SOSres8SOS反應(yīng)的機制靶基因未誘導(dǎo)的細胞lexA基因被LexA

蛋白部分阻遏recA基因被LexA

蛋白部分阻遏（40個不同的位點被阻遏）LexA(阻遏物)

RecA(輔蛋白酶)靶基因表達lexA靶基因表達但產(chǎn)物被分解recA大量表達RecA促使LexA自身分解誘導(dǎo)的細胞單鏈DNAATPSOS反應(yīng)的機制靶基因未誘導(dǎo)的細胞lexA基因被LexA9遺傳重組（geneticrecombination):DNA分子內(nèi)或分子之間以各種不同方式和機制發(fā)生遺傳信息的重新組合。也稱為基因重排（generearrangement)。重組體DNA（recombinantDNA）重組現(xiàn)象存在廣泛，真核生物重組一般發(fā)生在減數(shù)分裂時重組類型：同源重組、特異位點重組和轉(zhuǎn)座重組等作用：迅速增加生物群體遺傳多樣性突變和遺傳重組是自然選擇的前提條件第四節(jié)DNA的遺傳重組遺傳重組（geneticrecombination):10同源重組：一般性重組，由兩條同源DNA，通過配對、斷鏈、再連接過程，而產(chǎn)生片段交換的過程。（一）Holliday模型：1964年提出一同源重組（homologousrecombination)

Holliday中間體片段重組體拼接重組體異源雙鏈區(qū)兩側(cè)為不同親本DNA同源重組：一般性重組，由兩條同源DNA，通過配對、一同源11MeselsonM和RaddingC修正模型：DNA雙鏈斷裂啟動重組，也啟動了減數(shù)分裂同源重組是最基本的重組方式，參與基因加工、整合、轉(zhuǎn)化等參與復(fù)制、重組、重組修復(fù)三個相關(guān)過程的許多酶和輔因子是共同的MeselsonM和RaddingC修正模型：DN12（二）重組有關(guān)的酶：RecBCD蛋白:與斷裂DNA末端結(jié)合，水解其中一條鏈，識別chi位點（GCTGGTGG），并在其3’側(cè)4~6nt處切割產(chǎn)生3’-OH末端DNA單鏈。是依賴ATP的核酸外切酶、解螺旋酶和被ATP增強的內(nèi)切酶。RecA蛋白：解螺旋酶；重組酶；ATP酶促進單鏈同化（促使單鏈與同源雙鏈分子交換，5’3’）誘發(fā)SOS反應(yīng)RuvA：識別Holliday聯(lián)結(jié)體的交叉點RuvB：解螺旋酶，在RuvA幫助下結(jié)合在交叉點上，形成

RuvAB復(fù)合體，推動分支移動。RuvC：核酸內(nèi)切酶，特異識別Holliday聯(lián)結(jié)體，識別不對稱四核苷酸ATTG（切開熱點）（二）重組有關(guān)的酶：RecBCD蛋白:13（三）同源重組的過程RecBCDRuvARuvB3’-OHRecARuvARuvBRuvC（三）同源重組的過程RecBCDRuvA3’-OHRec14二特異位點重組

(site-specificrecombonant)

特異位點重組：在重組酶的識別和作用下，在DNA特定的短序列（20~200bp）內(nèi)發(fā)生的重組。發(fā)生：某些基因表達的調(diào)節(jié)、發(fā)育過程中DNA程序性重排、病毒或質(zhì)粒復(fù)制過程中的整合或切除等（一）特異位點重組類型：重組的結(jié)果取決于重組位點的方向和位置：(1)重組位點若同向、位于同一DNA分子上切除

二特異位點重組(site-specificreco15（2）重組位點同向、位于不同DNA分子上整合例如：-噬菌體的整合與切除-噬菌體DNA細菌DNAOBBPOPPOBBPO整合酶+整合因子切除（2）重組位點同向、位于不同DNA分子上整合例如：-16例如：鼠傷寒沙門氏桿菌鞭毛蛋白基因H片段(hix)的倒位（3）重組位點反向、位于同一DNA分子上倒位

Hin倒位酶H2鞭毛蛋白阻遏蛋白H1鞭毛蛋白hixhixPPhinH2rH1PH1鞭毛相變例如：鼠傷寒沙門氏桿菌鞭毛蛋白基因H片段(hix)的倒位（317（二）免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性：免疫球蛋白（抗體，Ig)分子結(jié)構(gòu):輕鏈（L鏈）：、重鏈（H鏈）：、、、、抗體：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE輕鏈和重鏈都由可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C）區(qū)組成由3個獨立的基因家族分別編碼免疫球蛋白重鏈基因（位于人14號染色體）和

（2號染色體）、（22號染色體）兩個輕鏈。VC（二）免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性：免疫球蛋白（抗體182免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)：輕鏈基因片段：L(前導(dǎo))、V(可變)、J(連接)、C(恒定)重鏈基因片段：L、V、D(多樣性)、J、C鏈基因：5’3’L1V

1LnV

nJ

(1~5)C

n=~250

鏈基因：5’3’L1V

1LnV

nJ

1n=~300C1J

4C4重鏈基因：5’L1VH1LnVHnJH1~6n=~300DH1~203’C基因群2免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)：輕鏈基因片段：L(前導(dǎo))、V(193免疫球蛋白基因重排機制：骨髓干細胞B淋巴細胞

可變區(qū)重排順序：重鏈V-D-J重排鏈V-J重排(鏈重排)等位基因排斥(allelicexclusion),同型性排斥(isotypicexclusion)重組信號序列（recombinationsignalsequence,RSS）可變區(qū)基因重排分化抗原刺激，分化恒定區(qū)基因重排12/23規(guī)則C基因群5’L1VH1LnVHnJH1~6n=~300DH1~203’漿細胞抗體…CACAGTG-12/23–ACAAAAACC……GTGTCAC-12/23–TGTTTTTGG…識別位點切開位點3免疫球蛋白基因重排機制：骨髓干細胞20

5’3’OH5’3’OHRSSRSSDJ5’3’DJ不精確連接N區(qū)N核苷酸整合酶識別RSS并交錯切開7核苷酸回文區(qū)親核攻擊親核攻擊隨機切開切割P核苷酸補齊3’5’5’3’5’3’OH5’3’OHRSSRSSDJ5’3’DJ不精確214免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性V區(qū)和C區(qū)不同基因片段的各種排列組合是形成抗體多態(tài)性的根本原因——重組種系理論（利根川進，1987年獲得Nobel生理學(xué)/醫(yī)學(xué)）。(1)抗體基因重排導(dǎo)致的變化頻率：＞1012重鏈V-D-J重排的變化頻率：300(VH基因)20(DH)4(JH)N區(qū)因素連接不精確因素=2.4107輕鏈重排多樣性程度：5103人類CH基因簇含有10個基因：

C、C、C3、C1、C4、C1、C2、C4、C、C2(2)RNA水平上的剪切方式導(dǎo)致的多樣性(3)體細胞突變導(dǎo)致多樣性：重排使可變區(qū)突變頻率大為提高4免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性V區(qū)和C區(qū)不同基因22三轉(zhuǎn)座重組(transpositionnal

recombination)

DNA轉(zhuǎn)座（transposition)：由可移動因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。依賴于DNA復(fù)制。1940s由McClintock發(fā)現(xiàn)，1983年Nobel生理學(xué)/醫(yī)學(xué)獎。轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn）：存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移動的基因單位。轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)：（1）轉(zhuǎn)座引起插入突變。插在操縱子處，還產(chǎn)生極性突變（2）產(chǎn)生新基因：帶入抗藥性基因等（3）染色體畸變：兩個轉(zhuǎn)座位置相近時，導(dǎo)致缺失、倒位（4）引起生物進化三轉(zhuǎn)座重組(transpositionnal

23（一）細菌中的轉(zhuǎn)座子：

1

插入序列（insertionalsequence,IS)：末端具有倒置重復(fù)序列的小DNA片段（~1kb），除了轉(zhuǎn)座所需要的基因外不攜帶任何標記基因。是最簡單的轉(zhuǎn)座子。2轉(zhuǎn)座子：除了轉(zhuǎn)座所需要的基因外還攜帶其它標記基因

組合型轉(zhuǎn)座子(compositetransposon)：IS—標記基因—IS

復(fù)合型轉(zhuǎn)座子(complextransposon)：無IS序列，體積大(＞5000bp)。例如：TnA家族1234-……-43214321-……-1234左倒置重復(fù)38bp右倒置重復(fù)38bp轉(zhuǎn)座酶res

解離酶-內(nèi)酰胺酶

tnpAtnpRampR（一）細菌中的轉(zhuǎn)座子：1插入序列（insertio24TACGT-1234--4321-ATGCA-4321--12343轉(zhuǎn)座過程及機制：1）插入：所有轉(zhuǎn)座共同特征是在靶序列兩側(cè)形成4~15bp的同向重復(fù)序列。ATTAC靶序列GCAGT轉(zhuǎn)座子1234--43214321--1234ATGCA-TACGT重組酶TACGT-1234-252）復(fù)制轉(zhuǎn)座和非復(fù)制轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座子靶序列中間體復(fù)制轉(zhuǎn)座非復(fù)制轉(zhuǎn)座共整合體新轉(zhuǎn)座子

轉(zhuǎn)座子

原轉(zhuǎn)座子

2）復(fù)制轉(zhuǎn)座和非復(fù)制轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座子靶序列中間體復(fù)制轉(zhuǎn)座非復(fù)制轉(zhuǎn)26（二）

真核生物中的轉(zhuǎn)座子：與細菌類似，一般以非復(fù)制方式轉(zhuǎn)座，通常只移動到鄰近位置

1玉米中的轉(zhuǎn)座子：自主性因子：編碼轉(zhuǎn)座酶，可自主發(fā)生轉(zhuǎn)座。非自主性因子：不能自主轉(zhuǎn)座，只有同家族自主性因子存在時，才具備轉(zhuǎn)座功能。（1）Ac-Ds體系（active-dissociationsystem)：

Ac：激活因子，為自主性因子。4.5kb，11bp末端重復(fù)，8bp靶序列正向重復(fù)。

Ds：與Ac同源，但不同程度缺失中間序列，不具有自主轉(zhuǎn)座功能。無Ds，玉米紫色玉米顏色與轉(zhuǎn)座：

Ds在無Ac時不轉(zhuǎn)座，但可使鄰近的色素基因C斷裂或抑制。玉米無色。Ac使Ds轉(zhuǎn)座離開C后，玉米花斑（二）真核生物中的轉(zhuǎn)座子：與細菌類似，一般以非復(fù)制方式轉(zhuǎn)27(2)Spm(suppressor-promoter-mutator)/En家族：自主因子：Spm和En，只有約10bp差異。Spm為8.3bp,13bp末端重復(fù)，3bp靶序列正向重復(fù)非自主因子為dSpm，Spm的缺陷型。轉(zhuǎn)座效果取決于插入部位：若插入基因內(nèi)部：可被轉(zhuǎn)錄，自身編碼抑制蛋白表達，

可結(jié)合與靶部位，抑制轉(zhuǎn)錄。若插入基因附近：不被轉(zhuǎn)錄，自身攜帶的增強子(enhancer)可促進靶基因轉(zhuǎn)錄活性。(2)Spm(suppressor-promoter-m282果蠅轉(zhuǎn)座子：P轉(zhuǎn)座子（Pelement）與雜種不育（hybriddysgenesis）非復(fù)制方式轉(zhuǎn)座，引起P位點染色體斷裂靶序列處產(chǎn)生8bp(GGCCAGAC)正向重復(fù)序列內(nèi)含子3在體細胞中可被特異蛋白結(jié)合而不被切除,P轉(zhuǎn)座子產(chǎn)物為轉(zhuǎn)座阻遏蛋白（66kDa)。在性細胞無特異蛋白，切除內(nèi)含子3后的P轉(zhuǎn)座子蛋白產(chǎn)物是轉(zhuǎn)座酶（87kDa)。但是P系細胞質(zhì)中含有P因子轉(zhuǎn)座阻遏蛋白雜種不育：31bp31bp反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列內(nèi)含子1內(nèi)含子2內(nèi)含子3不育P+MM+PP+P可育可育細胞質(zhì)因子2果蠅轉(zhuǎn)座子：31bp31bp反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列內(nèi)含29第二節(jié)DNA突變DNA突變（mutation）：指DNA分子結(jié)構(gòu)變異一突變類型：

1.轉(zhuǎn)換（transition）：兩種嘌呤（嘧啶）互換2.顛換（transvertion）：嘌呤(嘧啶)與嘧啶（嘌呤）互換點突變：只有一個堿基被取代。結(jié)果只造成所編碼蛋白質(zhì)中一個氨基酸的變異。3.插入（insertion）：一個或多個堿基插入DNA序列中。非3的整數(shù)倍時，產(chǎn)生移碼突變。4.缺失（deletion）：一個或多個堿基缺失造成的突變。也可產(chǎn)生移碼突變。第二節(jié)DNA突變DNA突變（mutation）：指DN30二誘變劑作用：自然突變：自然條件下產(chǎn)生的突變。突變率很低。誘變：采用物理或化學(xué)因子導(dǎo)致的突變。誘變劑（mutagen）：致誘變的理化因子。（1）物理誘變劑：紫外線：形成胸腺嘧啶二聚體，TT、CT和CCX-射線、-射線:高能射線直接引發(fā)突變電離輻射產(chǎn)生自由基，間接導(dǎo)致突變二誘變劑作用：自然突變：自然條件下產(chǎn)生的突變。突變率很低31（2）化學(xué)誘變劑：堿基類似物：酮式：與A配對5-溴尿嘧啶(BU)等烯醇式：與G配對

堿基修飾劑：亞硝酸：使堿基脫氨。AI，與A、C、U配對氮芥：烷化劑，形成鏈內(nèi)（間）G二聚體，GG亞硝基胍：烷化劑，可控制突變位點。

嵌入染料：溴乙啶（EB）；吖啶橙等扁平分子，可插入堿基對之間，導(dǎo)致移碼突變（2）化學(xué)誘變劑：堿基類似物：32第三節(jié)DNA的損傷修復(fù)一錯配修復(fù)（mismatchrepair）：

DNA復(fù)制發(fā)生錯配時，錯配修復(fù)系統(tǒng)啟動，通過識別復(fù)制起點（oriC）處GATC序列是否被甲基化而找出新鏈，將新鏈水解后重新合成。二直接修復(fù)（directrepair）：

光復(fù)活修復(fù)紫外線照射引起的胸腺嘧啶二聚體或、

等。TTCTCC第三節(jié)DNA的損傷修復(fù)一錯配修復(fù)（mismatch33

光復(fù)活（photoreactiverepair）：~400nm可見光光復(fù)活（photoreactiverepair）：~34堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)三切除修復(fù)：

在一系列酶作用下，DNA中損傷部分切除，并以完整鏈為模板，合成切除部分的修復(fù)方式。無堿基的“AP”位點堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)三切除修復(fù)：在一系列酶作用下35四重組修復(fù)：從同源DNA母鏈上將相應(yīng)序列重組交換到子鏈的缺口處，再彌補母鏈空缺的修復(fù)方式。重組修復(fù)結(jié)果，損傷并未切除，隨傳代而“稀釋”了。四重組修復(fù)：從同源DNA母鏈上將相應(yīng)序列重組交換到子鏈的36五應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯修復(fù)：應(yīng)急反應(yīng)（SOSrespones）：細胞DNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受抑制的緊急情況下，為求得生存而出現(xiàn)的包括誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細胞分裂抑制等多種反應(yīng)。由SOS反應(yīng)誘導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)：（1）避免差錯系統(tǒng)：光復(fù)活、切除修復(fù)和重組修復(fù)等，修復(fù)時不引入差錯。（2）錯誤傾向修復(fù)；產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶IV和V（polIV和polV）。五應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯修復(fù)：應(yīng)急反應(yīng)（SOSres37SOS反應(yīng)的機制靶基因未誘導(dǎo)的細胞lexA基因被LexA

蛋白部分阻遏recA基因被LexA

蛋白部分阻遏（40個不同的位點被阻遏）LexA(阻遏物)

RecA(輔蛋白酶)靶基因表達lexA靶基因表達但產(chǎn)物被分解recA大量表達RecA促使LexA自身分解誘導(dǎo)的細胞單鏈DNAATPSOS反應(yīng)的機制靶基因未誘導(dǎo)的細胞lexA基因被LexA38遺傳重組（geneticrecombination):DNA分子內(nèi)或分子之間以各種不同方式和機制發(fā)生遺傳信息的重新組合。也稱為基因重排（generearrangement)。重組體DNA（recombinantDNA）重組現(xiàn)象存在廣泛，真核生物重組一般發(fā)生在減數(shù)分裂時重組類型：同源重組、特異位點重組和轉(zhuǎn)座重組等作用：迅速增加生物群體遺傳多樣性突變和遺傳重組是自然選擇的前提條件第四節(jié)DNA的遺傳重組遺傳重組（geneticrecombination):39同源重組：一般性重組，由兩條同源DNA，通過配對、斷鏈、再連接過程，而產(chǎn)生片段交換的過程。（一）Holliday模型：1964年提出一同源重組（homologousrecombination)

Holliday中間體片段重組體拼接重組體異源雙鏈區(qū)兩側(cè)為不同親本DNA同源重組：一般性重組，由兩條同源DNA，通過配對、一同源40MeselsonM和RaddingC修正模型：DNA雙鏈斷裂啟動重組，也啟動了減數(shù)分裂同源重組是最基本的重組方式，參與基因加工、整合、轉(zhuǎn)化等參與復(fù)制、重組、重組修復(fù)三個相關(guān)過程的許多酶和輔因子是共同的MeselsonM和RaddingC修正模型：DN41（二）重組有關(guān)的酶：RecBCD蛋白:與斷裂DNA末端結(jié)合，水解其中一條鏈，識別chi位點（GCTGGTGG），并在其3’側(cè)4~6nt處切割產(chǎn)生3’-OH末端DNA單鏈。是依賴ATP的核酸外切酶、解螺旋酶和被ATP增強的內(nèi)切酶。RecA蛋白：解螺旋酶；重組酶；ATP酶促進單鏈同化（促使單鏈與同源雙鏈分子交換，5’3’）誘發(fā)SOS反應(yīng)RuvA：識別Holliday聯(lián)結(jié)體的交叉點RuvB：解螺旋酶，在RuvA幫助下結(jié)合在交叉點上，形成

RuvAB復(fù)合體，推動分支移動。RuvC：核酸內(nèi)切酶，特異識別Holliday聯(lián)結(jié)體，識別不對稱四核苷酸ATTG（切開熱點）（二）重組有關(guān)的酶：RecBCD蛋白:42（三）同源重組的過程RecBCDRuvARuvB3’-OHRecARuvARuvBRuvC（三）同源重組的過程RecBCDRuvA3’-OHRec43二特異位點重組

(site-specificrecombonant)

特異位點重組：在重組酶的識別和作用下，在DNA特定的短序列（20~200bp）內(nèi)發(fā)生的重組。發(fā)生：某些基因表達的調(diào)節(jié)、發(fā)育過程中DNA程序性重排、病毒或質(zhì)粒復(fù)制過程中的整合或切除等（一）特異位點重組類型：重組的結(jié)果取決于重組位點的方向和位置：(1)重組位點若同向、位于同一DNA分子上切除

二特異位點重組(site-specificreco44（2）重組位點同向、位于不同DNA分子上整合例如：-噬菌體的整合與切除-噬菌體DNA細菌DNAOBBPOPPOBBPO整合酶+整合因子切除（2）重組位點同向、位于不同DNA分子上整合例如：-45例如：鼠傷寒沙門氏桿菌鞭毛蛋白基因H片段(hix)的倒位（3）重組位點反向、位于同一DNA分子上倒位

Hin倒位酶H2鞭毛蛋白阻遏蛋白H1鞭毛蛋白hixhixPPhinH2rH1PH1鞭毛相變例如：鼠傷寒沙門氏桿菌鞭毛蛋白基因H片段(hix)的倒位（346（二）免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性：免疫球蛋白（抗體，Ig)分子結(jié)構(gòu):輕鏈（L鏈）：、重鏈（H鏈）：、、、、抗體：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE輕鏈和重鏈都由可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C）區(qū)組成由3個獨立的基因家族分別編碼免疫球蛋白重鏈基因（位于人14號染色體）和

（2號染色體）、（22號染色體）兩個輕鏈。VC（二）免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性：免疫球蛋白（抗體472免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)：輕鏈基因片段：L(前導(dǎo))、V(可變)、J(連接)、C(恒定)重鏈基因片段：L、V、D(多樣性)、J、C鏈基因：5’3’L1V

1LnV

nJ

(1~5)C

n=~250

鏈基因：5’3’L1V

1LnV

nJ

1n=~300C1J

4C4重鏈基因：5’L1VH1LnVHnJH1~6n=~300DH1~203’C基因群2免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)：輕鏈基因片段：L(前導(dǎo))、V(483免疫球蛋白基因重排機制：骨髓干細胞B淋巴細胞

可變區(qū)重排順序：重鏈V-D-J重排鏈V-J重排(鏈重排)等位基因排斥(allelicexclusion),同型性排斥(isotypicexclusion)重組信號序列（recombinationsignalsequence,RSS）可變區(qū)基因重排分化抗原刺激，分化恒定區(qū)基因重排12/23規(guī)則C基因群5’L1VH1LnVHnJH1~6n=~300DH1~203’漿細胞抗體…CACAGTG-12/23–ACAAAAACC……GTGTCAC-12/23–TGTTTTTGG…識別位點切開位點3免疫球蛋白基因重排機制：骨髓干細胞49

5’3’OH5’3’OHRSSRSSDJ5’3’DJ不精確連接N區(qū)N核苷酸整合酶識別RSS并交錯切開7核苷酸回文區(qū)親核攻擊親核攻擊隨機切開切割P核苷酸補齊3’5’5’3’5’3’OH5’3’OHRSSRSSDJ5’3’DJ不精確504免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性V區(qū)和C區(qū)不同基因片段的各種排列組合是形成抗體多態(tài)性的根本原因——重組種系理論（利根川進，1987年獲得Nobel生理學(xué)/醫(yī)學(xué)）。(1)抗體基因重排導(dǎo)致的變化頻率：＞1012重鏈V-D-J重排的變化頻率：300(VH基因)20(DH)4(JH)N區(qū)因素連接不精確因素=2.4107輕鏈重排多樣性程度：5103人類CH基因簇含有10個基因：

C、C、C3、C1、C4、C1、C2、C4、C、C2(2)RNA水平上的剪切方式導(dǎo)致的多樣性(3)體細胞突變導(dǎo)致多樣性：重排使可變區(qū)突變頻率大為提高4免疫球蛋白基因重排與DNA多樣性V區(qū)和C區(qū)不同基因51三轉(zhuǎn)座重組(transpositionnal

recombination)

DNA轉(zhuǎn)座（transposition)：由可移動因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。依賴于DNA復(fù)制。1940s由McClintock發(fā)現(xiàn)，1983年Nobel生理學(xué)/醫(yī)學(xué)獎。轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn）：存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移動的基因單位。轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)：（1）轉(zhuǎn)座引起插入突變。插在操縱子處，還產(chǎn)生極性突變（2）產(chǎn)生新基因：帶入抗藥性基因等（3）染色體畸變：兩個轉(zhuǎn)座位置相近時，導(dǎo)致缺失、倒位（4）引起生物進化三轉(zhuǎn)座重組(transpositionnal

52（一）細菌中的轉(zhuǎn)座子：

1

插入序列（insertionalsequence,IS)：末端具有倒置重復(fù)序列的小DNA片段（~1kb），除了轉(zhuǎn)座所需要的基因外不攜帶任何標記基因。是最簡單的轉(zhuǎn)座子。2轉(zhuǎn)座子：除了轉(zhuǎn)座所需要的基因外還攜帶其它標記基因

組合型轉(zhuǎn)座子(compositetransposon)：IS—標記基因—IS

復(fù)合型轉(zhuǎn)座子(complextransposon)：無IS序列，體積大(＞5000bp)。例如：TnA家族1234-……-43214321-……-1234左倒置重復(fù)38bp右倒置重復(fù)38bp轉(zhuǎn)座酶res

解離酶-內(nèi)酰胺酶

tnpAtnpRampR（一）細菌中的轉(zhuǎn)座子：1插入序列（insertio53TACGT-1234-