第十一章基因結(jié)構(gòu)和重組

第十一章基因結(jié)構(gòu)和重組第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、一基因一酶學(xué)說1941Beadle&Tatum

提出：“onegeneoneenzyme”hypothesis第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日

SupplementsMutantstrainNothingOrnithineCitrullineArginino-ArginineGrowthresponseifnutrientisaddedtominimalmedium

succinate

WildtypeArg++++++Arg-E--++++Arg-F--

-+++Arg-G----++Arg-H-----+

Neurosporacrassa粗糙鏈孢霉鳥氨酸瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日乙酰鳥氨酸酶乙酰鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰基酶精氨酸琥珀酸合成酶精氨酸琥珀酸裂解酶精氨酸琥珀酸精氨酸天冬氨酸氨甲酰磷酸Neurosporacrassa第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日乙酰醋酸尿黑酸氧化酶尿黑酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸氧化酶酪氨酸苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶苯丙氨酸羥化酶苯丙酮酸黑色素3,4二羥苯丙氨酸延胡索酰乙酰乙酸延胡酸乙酰乙酸第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶轉(zhuǎn)氨酶對(duì)羥甲基苯丙酮酸氧化酶acid尿黑酸氧化酶酪氨酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸尿黑酸乙酰醋酸苯丙酮酸黑色素呆小癥甲狀腺酪氨酸代謝紊亂尿黑酸癥第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日腦損害白內(nèi)障黃疸肝臟腫大腎損害第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日半乳糖激酶1—磷酸半乳糖尿苷二磷酸葡萄糖葡萄糖—1—磷酸尿苷轉(zhuǎn)移酶尿苷二磷酸半乳糖差向異構(gòu)酶

第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日onegene–onepolypeptidetheory第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日GeneStructure

generecombinationand第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日cis-transtestandcistron第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日Aspergillusnidulans曲霉菌heterokaryon異核體diploidconidia二倍體分生孢子ad16++ad8ad16++ad8ad16++++ad16ad8ad8++++ad16ad16ad8ad8突變型野生型野生型突變型第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日ad16+ad16+++ad8ad8transciscis-transeffectcistron有缺陷有缺陷有缺陷正常野生型突變型第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日complementationtest第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日

BK()

+-++rIIrII+T4T4突變型rII+在不同菌株上的噬菌斑(大而清晰)(小而模糊)(小而模糊)(E.coli)重組測(cè)驗(yàn)：r47+×+r104；B，總數(shù)；K()，重組子第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日BenzerrII:rIIAandrIIB(twocistrons)互補(bǔ)m1m2++m1+

+m2

m1m2++m1++m2順式反式順式反式同一順反子不同順反子野生型突變型野生型野生型__無互補(bǔ)互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)可確定有同一表型效應(yīng)的兩個(gè)突變型是等位的還是非等位的。第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日(一)重組機(jī)制

1、交叉理論（chiasmatatypehypothesis）1909年Janssens并提出了交叉型理論2、斷裂愈合模型1937年Darlington提出3、模板選擇學(xué)說（copychoice）BellingJ.首先提出的，1933年他又撤回了這一假設(shè)。4、1948年Hershey提出模板選擇學(xué)說第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日斷裂重接模型和模板選擇復(fù)制模型的否定斷裂重接模型不能解釋基因轉(zhuǎn)變和極化子現(xiàn)象模板選擇復(fù)制模型存在的問題：(1)違背了半保留復(fù)制；(2)DNA復(fù)制應(yīng)在S期，重組應(yīng)在M期，不應(yīng)同時(shí)發(fā)生。(3)不能解釋3線和4線交換。第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日基因轉(zhuǎn)變GeneconversionP132第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日單倍體菌絲A單倍體菌絲B二倍體合子第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日基因轉(zhuǎn)變（Geneconversion）：將真菌中不規(guī)則分離現(xiàn)象解釋為減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，一個(gè)基因使相對(duì)位置上的基因發(fā)生相應(yīng)的變化所致，因而稱為基因轉(zhuǎn)變。第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日HybridDNAmodel第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日branchmigrationofHollidaystructure

第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日EMofaHollidayJunctionw/afewmeltedbasepairsaroundjunction第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日TheMeselson-RaddingModelSincetheHollidaymodelproposestwosimultaneoussinglestrandnickstostarteverythingoff,anothermodelwasproposedbyCharlesRaddingandMatthewMeselson.Inthismodel,onlyonestrandinvasionisrequired.第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日雙鏈斷裂起始重組模型（P129）在酵母系統(tǒng)的重組研究中，發(fā)現(xiàn)載體DNA雙鏈斷裂可大大提高同源重組的效率。第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日TherecBCDPathwayofHomologousRecombination

PartI:NickingandExchanging細(xì)菌同源重組機(jī)制第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日RecBCD:AcomplexenzymeRecBCDhas:Endonucleasesubunits(recBC)thatcut oneDNAstrandclosetoChisequence.DNAhelicaseactivity(recDsubunit)andDNA-dependentATPaseactivityunwindsDNAtogenerateSSregionsActivity2and3linked

第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日recBCDPathwayofHomologousRecombination

PartI:NickingandExchangingAnickiscreatedinonestrandbyrecBCDataChi sequence(GCTGGTGG),foundevery5000bp.UnwindingofDNAcontainingChisequenceby recBCDallowsbindingofSSBandrecA.

recApromotesstrandinvasionintohomologous DNA,displacingonestrand.Thedisplacedstrandbase-pairswiththesingle strandleftbehindontheotherchromosome.Thedisplacedandnowpairedstrandisnicked (byrecBCD?)tocompletestrandexchange.

第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日recBCDPathwayofHomologousRecombination

PartII:BranchMigrationandResolution第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日recBCDPathwayofHomologousRec.

PartII:BranchMigrationandResolutionNicksaresealedHollidayJunctionBranchmigration(ruvA+ruvB)ResolutionofHollidayJunction(ruvC)第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日細(xì)菌同源重組的分子機(jī)制（1）RecBCD識(shí)別ch