同源重組-文庫吧資料
2025-02-28 10:12本頁面
【正文】 (四 )真核生物 DNA轉(zhuǎn)座子 （ controlling element) 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。 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 。 我們知道 ， 新合成的 DNA分子的 GATC位點是半甲基化的 。 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 。因此，每個轉(zhuǎn)座子都有調(diào)控其轉(zhuǎn)座頻率的機(jī)制。 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，即內(nèi)部解離位點（ internal resolution site, IRS）。 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。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。一種是保守型轉(zhuǎn)座（ conservative transpositin），一種是復(fù)制型轉(zhuǎn)座（ replicative transposition）。在兩個倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列之間有 3個基因。 3. Tn3 Tn3代表另一類更為復(fù)雜的轉(zhuǎn)座子。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。 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。 F因子中沒有 IS1， 但有一個拷貝的IS2和兩個拷貝的 IS3。 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 。 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 。典型的插入序列長750～ 1500 bp，具有 10～ 40 bp長的末端反向重復(fù)序列。 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時性的 RNA中間體。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。第二，轉(zhuǎn)座子至少含有一個編碼轉(zhuǎn)座酶（ transposase）的基因。 所有的轉(zhuǎn)座子都有兩個基本特征。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。 如果受到誘導(dǎo)（ induction），原噬菌體將從細(xì)菌基因組中切除（ excision）。由溶原生長進(jìn)入裂解生長 ， λDNA 又必須從宿主染色體上切除下來 ， 這個過程稱為外切 （ excision） 。 λ 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 。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。 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。依賴 Dmc1的重組傾向于發(fā)生在非姊妹染色單體之間。這兩種蛋白質(zhì)在減數(shù)分裂重組中發(fā)揮重要作用。 MRX酶復(fù)合體還被認(rèn)為能除去與 DNA相連的 Spo11。 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，其長度通常可達(dá) 1 Kb或更長。 Spo11的切割位點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。 減數(shù)分裂重組是由染色體 DNA雙鏈斷裂啟動的。一是確保同源染色體能夠正確配對，而同源染色體的聯(lián)會是生殖細(xì)胞形成時染色體數(shù)目減半的基礎(chǔ)。 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。 RuvA以四聚體的形式識別并結(jié)合到 Holliday分支點上。 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； RecA－ ssDNA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 ssDNA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)。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。 RecBCD酶活性變化的結(jié)果是產(chǎn)生 3’末端帶有Chi位點的 ssDNA。一旦 RecBCD識別出 Chi序列， RecBCD核酸酶活性便發(fā)生變化，其 3’ →5 ’外切酶活性受到抑制， 5’ →3 ’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?5’末端鏈。 RecBCD的酶活性受重組熱點 Chi的調(diào)節(jié)。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。解旋酶能夠在 SSB存在情況下使雙鏈 DNA解螺旋。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。 與 MeselsonRadding模型一樣，細(xì)菌中的重組也是由單鏈切口發(fā)動的。 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)現(xiàn)了 3種重組途徑，即 RecBCD、 RecE、 RecF途徑。從它們的電鏡照片上，我們可以發(fā)現(xiàn)與 Holliday中間體類似的交叉和 圍繞著交叉點旋轉(zhuǎn)形成的Holliday異構(gòu)體 。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分子重組位點兩側(cè)的基因是否發(fā)生交換。結(jié)果，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，分支點會沿著 DNA移動，發(fā)生分支遷移。其中一個單鏈末端侵入未打開的
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