13第十三章遺傳重組方式和轉座子的遺傳分(編輯修改稿)
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【文章內(nèi)容簡介】 + + y su + y + + su su + y + + y su + 孿生斑 y + + su y su + + su y + + su + + y + y su + 單個焦剛毛斑 → ♂ F1 y + y + + su ♀ F1 黃體 直剛毛 野生型 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 三、細菌的同源重組 細菌的同源重組包括： ?部分合子中的重組過程 結合、轉導、性導等形成部分合子 ?轉化等導入的外源 DNA的重組過程 ?F+→Hfr 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 細菌部分合子中的重組過程 ⑶ . Holliday結構的動態(tài)變化； ⑴ . RecB、 RecC、 RecD和核酸酶構成復合體 RecBCD； RecBCD在聯(lián)會的兩 DNA上識別 chi位點 (GCTGGTGG),然后各切斷一條單鏈。 4kb有一 chi位點 ⑵ . RecA蛋白結合到單鏈 DNA上，激活其重組活性； 兩條斷開的單鏈 5`端被 RecA包裹成起來，交換位置后重新連接，形成 “交叉 ”或四分枝樣的 Holliday結構。 交叉點向前或向后滑動動相當一段距離 (即分枝遷移 ),形成局部異源雙鏈區(qū) , 同時產(chǎn)生一定的正超螺旋扭力 。 Holliday結構能夠通過旋轉發(fā)生立體異構，使 “橋 ”鏈(即連接兩條螺旋的交叉部分 )轉變?yōu)?“外部 ”鏈。 ⑷ . 將變構后的 “外部 ”鏈切開 ?兩條螺旋被拆分 ?連接酶封連缺口。 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 細菌部分合子同源重組示意圖 chi位點： GCTGGTGG 細菌外源轉化 DNA的整合 ⑴ . 基本特點 ?整合 (重組 )就是指單鏈的轉化 DNA與受體 DNA對應位點進行置換，穩(wěn)定地進入到受體基因組 DNA中。 ?整合 (重組 )對同源 DNA具有特異性。 ?對于異源 DNA，視親緣關系遠近也可發(fā)生不同頻率整合。 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 ⑵、細菌遺傳轉化的可能方式 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 第三節(jié)、位點特異性重組 一、 位點特異性重組的概念 位點特異性重組依賴于不同 DNA雙螺旋之間很短（幾個至十幾個 bp）的特定同源序列的。這種特定的序列實質(zhì)就是能發(fā)動位點特異性重組的酶進行識別與結合的位點。 位點特異性重組的結果是不同 DNA分子間的合并（如一個序列插入另一序列中）或重排。 位點特異性重組是一類廣泛存在的 DNA重組方式，如噬菌體的溶源性反應、一些病毒在宿主基因組上的整合、一些基因在 DNA水平上的表達調(diào)控、抗體多樣性的產(chǎn)生等。 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 二、 l噬菌體的位點特異性重組 ，是指 l噬菌體基因組整合到宿主菌基因組上成為原噬菌體的過程，也包括原噬菌體從宿主菌基因組上獨立出來的過程。 l噬菌體的基因組通過 att 位點整合到細菌染色體，這是一種典型的位點特異性重組過程。 l噬菌體DNA分子間的重組。 red cro cII O p Ori 噬 菌 體 顆 粒 的 形 成 頭部 尾部 b2區(qū) 與 l存活無關 免疫調(diào)控 溶源 /裂解 復制 晚期控制 裂解 AWBCDENu3F1F2ZUVGT HML K I J int xis? exo ? ? CIII N cI Q S R 全長 48502 bp 整合 . 切除與重組 Nul att 噬菌體的附著區(qū) l噬菌體 att位點的結構 ⑴ . l噬菌體的 att位點叫 attP。 通過缺失實驗證明 ， attP至少要約 250bp長 ， 太短將使其功能喪失 。 attP可繞在整合酶分子的周圍 ， 類似核小體的結構 。 ⑵ . 的 att位點叫 attB， 約 23bp長即有功能 。 ⑶ . attB 和 attP 有一個相同的 15bp核心序列 ， 用Ｏ表示 。Ｏ在中間 ,兩側的序列稱為臂 。 (GCTTTTTTATACTAA) ⑷ . attB的兩個臂分別是 B和 B’， attB的結構記為 BOB`。 attP的兩個臂分別是 P和 P’， attP的結構記為 POP`。 體外實驗使用四種成份的混合物：純的整合酶； IHF；鎂離子；噬菌體 DNA（ 具有 att和 COS末端序列 ） 。 –160 –140 –120 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 P P’ GTTCAGCTTTTTTATACTAAGTTGG CAAGTCGAAAAAATATGATTCAACC 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 l噬菌體的整合 l噬菌體在宿主基因組上的整合過程通過專一性識別att位點核心序列的 整合酶（ Int） 進行。 ⑷ . 整合是非可逆反應。 ⑴ .對核心序列具有強烈親和力的 Int識別 attB和 attP，并 與 核心序列 結合； ⑵ .Int的拓撲異構酶活性使兩條雙鏈都斷開一條單鏈，瞬間旋轉后交換連接，形成 Holliday中間體； ⑶ .在另兩條單鏈之間發(fā)生同樣的 “ 切開 — 連接 ” 過程，從而完成雙鏈間的重組。 –160 –140 –120 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 P P’ GTTCAGCTTTTTTATACTAAGTTGG CAAGTCGAAAAAATATGATTCAACC Int識別序列 l噬菌體的切離 ⑴ .原病毒兩側各有一個雜種 att位點 ,左側由 BOP’ 組成 ,叫 attL；右側由 POB’ 組成 ,叫 attR。 ⑵ .切離過程識別 attL和 attR，還需要整合酶 (Int)、整合宿主因子 (IHF)和切除酶 (Xis)參與。 ⑶ .切離也是非可逆反應。 ⑸ .整合過程需宿主輔助因子 IHF的配合。 每一次整合的重組過程需要 20－ 40個整合酶分子和約 70個 IHF分子。說明這兩種蛋白不僅僅是酶 (起催化作用 )，而且在形成某種復合物結構中起著重要作用。 2023年 8月 四川師大生科院張光祥 三、 RNA病毒在宿主基因組上的整合 反轉錄病毒的復制需要利用宿主細胞的很多資源，包括 DNA復制系統(tǒng)的利用。所以病毒具有反轉錄酶基因，將自身 RNA反轉錄成 cDNA。 病毒基因組 cDNA有兩個去向，一是不斷大量復制并表達外殼蛋白，然后包裝和釋放；二是整合到宿主基因組內(nèi)。 病毒編碼的整合酶可特異地識別反轉錄病毒 cDNA的長末端重復序列 (long terminal repeat, LTR)，然后完成整合。 RNA
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