重组和转座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,重 组 和 转 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,（,copy choice,）,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,：,在同源染色体的相同位点产生切口,两条染色体的,DNA,链发生交叉,切口封闭，形成,holliday junction,(,或,chi,结构,),Branch migration,（分枝迁移）,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,D,loop,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 junction,RuvA,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,（,direct repeats,DR,）,略长的,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,。,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,(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：,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,(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,(,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,（,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：,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,(,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,(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),