同源重組的分子機(jī)制

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1、第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制同源重組：依賴大范圍的DNA同源序列的聯(lián)會，重組過程中，兩個染色體或DNA分子交換對等的部分。例：同源染色體非姐妹單體交換；細(xì)菌的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合；噬菌體的重組…一、概念條件：2個DNA分子序列同源；不同物種同源重組所需的最小的同源序列不同；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制解釋同源重組分子機(jī)制的模型：斷裂和重接模型1937年，Darlington提出；模板選擇復(fù)制模型（copychoice）BellingJ.首先提出，1933年又撤回；1948年，Hershey再次提出；霍利迪(Holliday)模型1964年Rob

2、inHolliday提出；Meselson-Radding模型1975年MeselsonRadding提出；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制斷裂重接模型和模板選擇復(fù)制模型存在的問題斷裂重接模型：不能解釋基因轉(zhuǎn)變和極化子現(xiàn)象；模板選擇復(fù)制模型：(1)違背了半保留復(fù)制；(2)DNA復(fù)制在S期，重組在偶線期，不應(yīng)同時發(fā)生；(3)不能解釋3線和4線交換；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制二、Holliday模型依據(jù)：細(xì)菌重組chi結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)變哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制(一)、過程1.同源的非姐妹染色單體聯(lián)會;2.DNA內(nèi)切酶在非姐妹

3、染色單體的相同位置同時切開兩個方向相同的一條單鏈；3.切開的單鏈交換重接;4.形成交聯(lián)橋結(jié)構(gòu)；5.分支遷移：形成一大段異源雙鏈DNA(Holliday結(jié)構(gòu))6.繞交聯(lián)橋旋轉(zhuǎn)1800，形成Holliday異構(gòu)體；7.切開與重接：左右切，形成非重組體上下切，形成重組體。1234567旋轉(zhuǎn)1800無論Holliday結(jié)構(gòu)斷裂是否導(dǎo)致旁側(cè)遺傳標(biāo)記的重組，它們都含有一個異源雙鏈區(qū)。哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制支持Holliday遺傳重組模型的證據(jù)：1、形態(tài)學(xué)上，Holliday中間體(Chi結(jié)構(gòu))的電鏡照片；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制

4、兩個環(huán)狀DNA分子配對、斷裂、重接形成“8”字型結(jié)構(gòu)中間物，根據(jù)切割的位置不同，可分別形成兩個親本環(huán)、大的單體環(huán)或者是滾環(huán)結(jié)構(gòu)，也可以形成“χ”結(jié)構(gòu)。Holliday模型同樣適用于環(huán)狀DNA間的重組哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制2哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制支持Holliday遺傳重組模型的證據(jù)：1、形態(tài)學(xué)上，Holliday中間體(Chi結(jié)構(gòu))的電鏡照片；2、異源雙鏈形成時，產(chǎn)生堿基錯配導(dǎo)致與重組相關(guān)聯(lián)的基因轉(zhuǎn)變的發(fā)生；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制1、異常分離與基因轉(zhuǎn)變粗糙脈孢菌：pdxp：酸度敏感的VB6依賴型pd

5、x：酸度不敏感的VB6依賴型(二)、基因轉(zhuǎn)變及其分子機(jī)理哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制+pdxp×pdx+孢子對子囊①②③④1+pdxppdx+++pdx+2++pdx++pdxp+pdxp3+pdxp++pdx+++4pdx++pdxppdx+pdx+585個子囊中?哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制-+-++++--+-++++--+-++++--+-++++----++++--+--+++--+-++-+-基因轉(zhuǎn)變(geneconversion)：一個基因轉(zhuǎn)變?yōu)樗牡任换虻倪z傳學(xué)現(xiàn)象（源于基因內(nèi)重組）。糞生糞殼菌(Olive):g+×g-+-+++++-6:2(或

6、2:6)+-++++--5:3(或3:5)+-+++---3:1:1:3+++-++?-+??-半染色單體轉(zhuǎn)變?nèi)旧珕误w轉(zhuǎn)變120/200000100/20000016/200000①在5：3和6：2分離的子囊中，約有30%也在g基因兩側(cè)發(fā)生重組；②發(fā)生基因轉(zhuǎn)變的子囊中，基因轉(zhuǎn)變和遺傳重組都發(fā)生于同樣的兩個染色單體上的子囊的比例高達(dá)90%；2、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制基因轉(zhuǎn)變的實(shí)質(zhì)：重組過程中留下的局部異源雙鏈區(qū)，在細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)識別下不同的修復(fù)產(chǎn)生的結(jié)果；哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制1234567旋轉(zhuǎn)1800哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分

7、子機(jī)制AAaaGACTBBbbAAaabbBBGACT哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第六章同源重組的分子機(jī)制Holliday模型中，由于重組而產(chǎn)生的異源雙鏈區(qū)存在不配對堿基，可被細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)能夠識別并以一條鏈為模板進(jìn)行切除修復(fù)：(1).兩個雜種分子均未得到校正，有絲分裂后分離形成4:4或3:1:1:3的異常孢子分離比，屬于半染色單體轉(zhuǎn)變；(2).一個雜種分子得到校正，另一條未校正，有絲分裂后分離形成5:3或3:5的分離比，屬于半染