重组和转座32.ppt
重重 组组 和和 转转 座座第一节 重组的分类一、同源重组或普遍性重组：Recombination involving reaction between homologous sequences of DNA is called generalized or homologous recombination.依赖于参与重组的DNA分子在序列上的广泛一致性；同源性重组可以发生在两条同源DNA上的任何位点；经常发生于减数分裂期的同源染色体之间。二、位点特异性重组Site-specific recombination(Specialized recombination)这种重组的特点是重组发生在特异位点，此位点含有短的同源序列,供位点特异性重组酶识别(如 噬菌体DNA整合到寄主DNA)；重组DNA的其它区域不具有同源性三、转座：refers to the movement of a transposon to a new site in the genome.A transposon(transposable element)is a DNA sequence able to insert itself(or a copy of itself)at a new location in the genome,without having any sequence relationship with the target locus.转座分为复制型、非复制及保守型三种类型 四、模板选择四、模板选择（copy choice）性重组性重组适用于RNA病毒，在这种重组中，聚合酶从一个模板转换到另一个模板来合成RNA，结果新合成的分子将含有两个不同亲本的遗传信息 第二节 同源重组一、Holliday连接连接：1.在同源染色体的相同位点产生切口2.两条染色体的DNA链发生交叉3.切口封闭，形成holliday junction(或chi结构)4.Branch migration（分枝迁移）5.在两对同源链的其中任意一对上产生切口，拆分中间体二、Rec BCD途径同源重组的酶学机制Rec BCD蛋白同时具有解螺旋酶的活性，使chi位点附近切口的DNA解链单链区被Rec A蛋白和SSB蛋白覆盖RecA 蛋白使单链DNA取代双链DNA中的同源部分 Dloop区域的DNA产生切口，新切口的3端（the tail of newly nicked DNA）与另一条DNA的单链区互补配对DNA连接酶封闭切口，形成Holliday junctionRuvA 和RuvB发动迁移反应RuvC拆分重组中间体 第三节 转座（transposition）一、原核转座子的类型 1.插入序列（insertion sequences,IS）:IS家族的结构：短的正向重复序列正向重复序列（direct repeats,DR）略长的反向重复序列反向重复序列（inverted repeats，IR）1kb左右的编码区，仅编码和转座有关的转座酶转座酶。对靶位点的选择有三种形式：随机选择，热点选择和特异位点的选择。Insertion sequences have inverted terminal repeats and generate direct repeats of flanking DNA at the target site.2.复合转座子复合转座子(Composite transposons)：含有一个中心序列和位于两侧的臂（arm）；除了和自身转座有关的基因外，中心序列含有抗药性基因等遗传信息；复合转座子两端的臂由IS序列组成。A composite transposon has a central region carrying markers(such as drug resistance)flanked by IS modules.3.Tn A家族:TnA是复制型转座的转座子，长约5kb左右。两端具有末端反向重复序列（而不是IS），长约38bp左右，任一个缺失都会阻止转座。中部的编码区编码三个基因：转座酶，解离酶和抗性基因，TnA家族都带有抗性标记。靶位点具有5bp的正向重复序列。解离位点（res）是TnA家族特有的内部位点。二转座机制：二转座机制：根据转座子的机制，转座可分成三种不同的类型 1 复制型转座复制型转座(replicative transposition)：Replicative transposition describes the movement of a transposon by a mechanism in which first it is replicated,and then one copy is transferred to a new site.Replicative transposition involves two types of enzymatic activity:转座酶：transposase 解离酶：Resolvase 2 非复制型转座非复制型转座(nonreplicative transposition)Nonreplicative transposition allows a transposon to move as a physical entity from a donor to a recipient site.This leaves a break at the donor site,which is lethal unless it can be repaired.3保守转座保守转座（conservative transposition）Conservative transposition involves direct movement with no loss of nucleotide bonds 1.非复制转座：转座子插入到DNA上新的位点，首先交错切开靶DNA，再将转座子连接到靶DNA的凸出单链上，最后填补空缺完成转座。The direct repeats of target DNA flanking a transposon are generated by the introduction of staggered cuts whose protruding ends are linked to the transposon.三、转座中的一般过程：2.复制型转座:在转座子和靶位点两端分别交错切割产生切口;转座子和靶位点的切口末端交互连接(a-f,g-d),形成一种交换结构(cross structure);以游离的3末端作为引物进行复制，产生一个包含两个正向重复的转座子拷贝的复合物，称为共合体(cointegrate),这一过程在转座酶作用下进行;转座子的两个拷贝在res（site of resolution）位点发生重组，释放两个复制子。这一过程称为拆分(Resolution)，在解离酶的作用下进行。第四节 真核生物的转座因子Barbara McClintock(芭芭拉麦克林托克)1902-1992 若玉米带有野生型C基因，则胚乳呈紫色；C基因的突变阻断了紫色素的合成，那么胚乳呈白色;在胚乳发育的过程中，突变发生回复导致斑点的产生,回复突变发生在早期发育阶段，紫斑就比较大;McClintock推测原来的C突变（无色素）是由一个“可移动的控制因子”引起的，称解离因子解离因子(dissociator，Ds)，它可以插入到C基因中（即转座）。另一个可移动的控制因子是激活因子激活因子(activator，Ac)，它的存在可激活Ds转座，进入C基因或其他基因，也能使Ds从基因中转出，使突变基因产生“回复突变”，这就是Ac-Ds系统 一、Ac-Ds系统“We are sadly ignorant of the organization of the chromosome and of the possible types of changes in this that may occur to the chromosome as a whole or at the locus level”.Barbara McClintock“that was hardly possible before the science of molecular biology caught up with McClintock”Joshua Lederberg (1925-2008,1958 nobel Laureate)
