DNA重组培训讲义.pptx

5、连接分子的拆分
链交换形成的连接分子必须拆分 （resolution），彼此分离为双链DNA 分子。由于交联在一起的两条双链DNA 分子实际上处在不断地异构化中，切口 可能在两对同源链中任意一对上发生。
根据链裂断切开的方式不同，得到的重组产物也不 同。如果切开的链并非原来断裂的链，重组体异源 双链区的两侧来自不同亲本DNA，则称为拼接重组 体（splice recombinant），此种重组又叫做交 互重组（reciprocal recombination）。
3、分支迁移
两个双螺旋形成的交 叉连接很容易以拉链 式效应扩散，也就是 链交换可沿着双链滑 动，这个过程称为分 支迁移（branch migration）
4、Holliday结构
重组中连接两个 DNA双链的交换 中间物含有4股 DNA链，在其连 接处为了转换配 对所形成交叉链 的连接点称为 Holliday结构。
转化（transformation）、 转导（transduction）、 细胞融合（cell fusion）。
1、细菌的接合作用
细菌的细胞相互接触时遗传信息可由一个细胞转移到另一细胞，称为接合作 用。供体细胞为雄性，受体为雌性。通过接合而转移DNA的能力由接合质粒 提供，与接合功能有关的蛋白质均由接合质粒所编码。能够促使染色体基因 转移的接合质粒称为致育因子（fertility factor），简称性因子或F因子。
3、细菌的转导
转导（transduction）是通 过噬菌体将细菌基因从供体 转移到受体细胞的过程。
4、细菌的细胞融合
在有些细菌的种属中可发生由 细胞质膜融合导致的基因转 移和重组。
三、大肠杆菌重组的分子基础
在细菌重组反应中活性最为明显的是由 大肠杆菌染色体上rec 基因和ruv 基因 编码的一些酶。
不同生物体同源重组的具体过程虽有不同， 但基本步骤大致相同。两DNA分子只要含有 一段碱基序列大体类似的同源区，就可以发 生重组。
二、细菌的基因转移与重组
细菌可以通过多种途径进行细胞间基因 转移，并通过基因重组以适应随时改变 的环境。细菌的基因转移主要有4种机制： 接合（conjugation）、
其中，主要有Rec A 蛋白，Rec BCD酶， Ruv ABC的酶。RecA有 两个主要的功能：诱发SOS反应和促进DNA单 链的同化（assimilation）。单链同化是一个分 子的单链侵入到另一个分子的双螺旋上，通过取 代双螺旋上的原始链而形成异源双链。
但如果切开的链与原来断裂的是同一条链，重组体 含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本DNA， 则称为片段重组体（patch recombinant）。
连接分子可以以两种交替方式进行拆分，两 侧基因或是发生交互重组，或是无重组发生。
但无论哪种拆分方式都说明一个原则，即链 交换后总会在两条DNA分子上留下一段异源 双链区，但侧翼序列的重组未必与之同时发 生。
致育因子（F因子）通过结合作用由F+细胞向F-细胞转移，F质粒约1/3的基因 与转移有关，traS和traT基因编码表面排斥蛋白，阻止F+细胞之间的转移，F+ 细胞的性菌毛与F-细胞结合后收缩，使二者靠近，TraD蛋白构成转移的通道， 在TraI在TraY的帮助下结合到转移起点oriT上，切开一条链，使其5΄端进入受 体细胞，并合成其互补链，使F-细胞转化为F+细胞，给体细胞中的单链也可以 合成互补链。
而且，通过不同个体间的基因交换，可 以保证遗传的多样性，从而为选择奠定 物质基础。
第一节 同源重组 Homologous recombination
同源重组指由两条同源区的DNA分子，通过配 对、链断裂和再连接，而产生的片段间交换的 过程。
真核生物非姐妹染色单体之间的交换，姐妹染 色单体的交换，细菌及某些低等真核生物的转 化，细菌的转导、接合、噬菌体的重组都属于 这一类型。其中，E.coli等细菌的同源重组又 称为依赖RecA的重组。
在细菌基因转移 的不同时间将配对细 胞分开，可以确定基 因在染色体上的位置。 F质粒DNA可以通过重 组整合到受体的染色 体中，使受体菌成为 高频重组（Hrf)菌株， 若F质粒的DNA未能完 整地进入受体菌，则 受体菌不能转化为F+, F质粒的DNA可以被切 割出来，有时可携带 宿主菌的染色体DNA， 称作F΄因子， F΄因 子携带的基因可在受 体菌表达。
第五章 DNA重组
同源重组Homologous recombination 位点专一性重组Site-specific recombination 转座重组Transposition
生物进化需要可遗传的变异不断产生,变 化的根本原因是突变,但就每个个体而言 发生突变的几率毕竟很低。涉及到的基 因数目非常有限，如果只有突变而没有 不同个体间的基因交流，则生物体难以 迅速组装产生最能适应环境条件的基因 组合。
真核生物同源重组也称交换（crossing over），是指减数分裂（meiosis）过 程中染色体间遗传物质的交换。
其特征是发生在同源DNA序列之间。重 组酶能以两个DNA分子中任何一对同源 序列作底物进行交换。
特征
涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大 涉及DNA分子在特定的交换位点发生断裂和错接
2、遗传转化
遗传转化（genetic transformation）是指 细菌品系由于吸收了外源DNA（转化因子） 而发生遗传性状的改变现象。
具有摄取周围环境中游离DNA分子能力的细 菌细胞称为感受态细胞（competent cell）。
自然条件下感受态的形成需要10多种蛋白质 参与，实验室常用高浓度的Ca2+处理使细菌 形成感受态。
的生化过程异源双链区的生成 存在重组热点 需要重组酶
单链DNA分子或单链DNA末端是交换发生的重 要信号
一、同源重组 的分子模型
1、断裂-复合 Breakage and
reunion
2、异源双链
在重组位点上，每 个双链都有一个由 两个亲本DNA分 子中的一股单链共 同组成的双链区域， 这段区域称为异源 双链DNA （heteroduplex DNA）