dna重組(編輯修改稿)
2025-01-26 02:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 組酶具有同樣的性質(zhì)。 在斷裂處， MRX酶復(fù)合體利用其 5’ →3 ’的外切酶活性降解 DNA，生成 3’單鏈末端，其長(zhǎng)度通?？蛇_(dá) 1 Kb或更長(zhǎng)。 MRX酶復(fù)合體由 Mre11， Rad50和 Xrs2三個(gè)亞基組成，并以三個(gè)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。 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(shí)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(huì)的。 除了鑒定出引起 DNA雙鏈斷裂的 Spo1生成 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(dòng) 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。 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 ， 不依賴于 DNA順序的同源性 ， 由能識(shí)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。 λ 噬菌體 DNA侵入大腸桿菌細(xì)胞后 ， 面臨著裂解生長(zhǎng)和溶原生長(zhǎng)的選擇 。 要進(jìn)入溶原狀態(tài) ， 游離的 λ 噬菌體 DNA要插入到宿主的染色體 DNA中去 ， 這個(gè)過程稱為整合 （ integration） 。由溶原生長(zhǎng)進(jìn)入裂解生長(zhǎng) ， λDNA 又必須從宿主染色體上切除下來 ， 這個(gè)過程稱為外切 （ excision） 。 這里 ， 整合和外切均需要通過細(xì)菌 DNA和 λDNA 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） 。 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(duì)齊排列促進(jìn)原噬菌體的切除。 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(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置 ， 這種能夠改變自身位置的 DNA序列被稱為轉(zhuǎn)座子 （ transposons） 。 所有的轉(zhuǎn)座子都有兩個(gè)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)座子至少含有一個(gè)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(gè) DNA分子移動(dòng)到另一個(gè) DNA分子，對(duì)基因組的進(jìn)化產(chǎn)生了十分重要的影響。 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(gè)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(gè)暫時(shí)性的 RNA中間體。 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(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子。典型的插入序列長(zhǎng)750～ 1500 bp，具有 10～ 40 bp長(zhǎng)的末端反向重復(fù)序列。 IS元件的兩個(gè)末端并非是十分精確的反向重復(fù)序列。 所有的 IS元件都含有一個(gè)編碼區(qū) ， 它編碼的轉(zhuǎn)座酶能識(shí)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(duì) IS元件兩個(gè)邊界的識(shí)別保證了 IS元件作為一個(gè)整體在基因組中移動(dòng) 。 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分子中 。 在大腸桿菌的染色體中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)拷貝的 IS IS2和 IS3。 F因子中沒有 IS1， 但有一個(gè)拷貝的IS2和兩個(gè)拷貝的 IS3。 當(dāng)質(zhì)粒和染色體上具有相同的IS元件時(shí) ， 質(zhì)?？梢酝ㄟ^同源重組整合到宿主細(xì)胞的染色體上 。 2. 復(fù)合轉(zhuǎn)座子 (posite 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(gè) IS元件都有以倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列為末端的一般結(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(huì)在靶基因組中產(chǎn)生短的正向重復(fù)。 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(gè)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(zhǎng)度是 38bp。在兩個(gè)倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列之間有 3個(gè)基因。 A map of transposon Tn3. (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
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