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1、第三十五章 DNA的重组,一、同源重组(homologous recombination),发生在同源序列之间、非特异性重组交换区具有相同或相似的序列 两个DNA分子重组酶涉及到双螺旋的断裂、修复、连接和重组体的释放,相同的部位,不同部位（异位重组）,中心环节,（一）同源重组的分子模型 Holliday模型,片段重组体,拼接重组体,产生3单链末端,DNA修复,（二）细菌的基因转移与重组,1、细菌的接合作用（conjugation）遗传物质从供体(donor)转移到 受体(receptor)的重组过程。供体细胞：雄性受体细胞：雌性接合质粒：编码接合相关蛋白（如性菌毛）致育因子（fertility
2、 factor）、F因子、性因子,F因子化学本质是DNA以自主状态存在 或整合到细菌的染色体上可在细菌细胞间转移并传递遗传物质,5,性导(sexduction)与F因子,2、细菌的遗传转化（transformation）细菌吸收外源DNA而发生遗传性状的改变特点：（1）感受态与感受态因子 细菌能从环境吸收DNA的生理状态 主要受感受态因子(蛋白)影响 感受态一般出现在细菌对数生长后期，可以诱导或加强感受态,（2）供体DNA与受体细胞结合,结合发生在受体细胞特定部位对供体DNA片段有一定要求结合过程是一个可逆过程,（3）DNA摄取及整合结合点饱和后，细菌开始摄取外源DNA多为单链摄入，另一条链在
3、膜上降解,3、细菌的转导（transduction）细菌基因通过噬菌体而转移4、细菌的细胞融合细胞质膜融合发生的基因转移与重组,烈性噬菌体,温和噬菌体,普遍性转导（generalized transduction）,完全转导流产转导,局限性转导（restricted transduction）,特异性转导溶原期时噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因,普遍性转导与局限性转导的区别,（三）重组有关的酶,保守的8碱基非对
4、称序列大肠杆菌DNA每5-10Kb自然发生一次被recBCD酶所识别刺激重组重组热点,1、chi 位点,2、recBCD酶,解旋酶活性：在SSB存在时解开双螺旋ATP酶活性核酸外切酶活性核酸内切酶活性产生DNA单链,RecBCD从一端靠近Chi位点,在移动中降解DNA,在Chi位点3 4-6bp行使内切酶活性,丢掉RecD只保留解旋酶活性,3、RecA,有两种不同的活性形式SOS反应中的蛋白酶活性促进单链DNA和双链分子中互补链配对（单链置换双链中的同源链）单链吸收/单链同化 Single-strand assimilation,只要在入侵单链和双链之间有自由的末端 RecA即可促进单链的同化
5、,分支迁移,4、RuvAB复合物置换RecA,RuvA（四聚体）识别Holliday连接体的结构 在交换点处与DNA四条链结合RuvB（六聚体）ATP酶，有解旋酶活性 为分支迁移提供动力,核酸内切酶切开Holliday连接体识别不对称位点ATTG,5、RuvC,二、特异位点重组,（一）噬菌体DNA的整合与切除1、噬菌体DNA的物理状态裂解phage：为独立分子形式 在受侵染细菌中为环状溶原状态：是细菌染色体的整合部分,（原噬菌体）,整合,切除,整合在附着位点（attachment sites）上发生,特异位点重组的结果,倒位,切除,特异的重组位点附着位点 细 菌attB，由BOB组成 噬菌体
6、attP，由POP组成 O称为核心序列、B、P称为臂重组酶整合酶（integrase，Int）非细菌重组所必需整合宿主因子（integration host factor，IHF）Xis蛋白：改变DNA结构，使其对整合呈惰性 参与切除反应,噬菌体编码,宿主编码,整合反应,交错7bp切开DNA,（二）鼠伤寒沙门氏菌的鞭毛相变（三）免疫球蛋白基因的重排,三、转座重组,转座子（transposon）可以发生转座的DNA,转座元件本身可导致：序列的缺失、插入以及将宿主序列转到新位点同源便携区（portable region of homology）为重组提供底物位点对表型有积极/消极的作用（Selfi
7、sh DNA）,（一）细菌的转座因子,1、插入序列（Insertion Sequence，IS）是简单转座模序 只编码起始自己转座的蛋白 转座频率各异结构特点：两侧末端为倒转重复序列（inverted repeats）旁侧为宿主DNA短正向重复序列,2、转座子 带有编码转座功能酶的基因 及抗性（或其他标记）基因 组合因子：插入序列标记基因插入序列两类结构 复合因子：转座酶基因 反向重复解离酶基因 反向重复 标记基因,组合转座子结构,3、转座过程,转座酶识别,形成中间体,复制型转座（replicative transponsition）,非复制型转座（nonreplicative transponsition）,缺口不被修复后果严重,保守型转座（conservative transposition）,类似于噬菌体的整合,转座子两侧被切开,游离3OH的作用,或者直接填补空隙或者进行复制产生共整合体,需要解离酶,
