第三章 重组与转座(M) [兼容模式]
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第一节 DNA重组(recombination)一)、DNA重组1、概念:是指由于不同DNA链的断裂和连接而产生的DNA片段的交换和重新组合,形成新的DNA分子的过程。
2、意义:重组是遗传学的灵魂,没有重组就没有生物的进化;没有重组也就没有现代的分子克隆技术二)、DNA重组的类型1、同源重组(Homologous Recombination)2、位点特异性重组(Site-specific Recombination)3、DNA的转座(transposition)同源重组一、概述1、定义:两个DNA分子同源序列之间进行的重组2、条件:(1)两个DNA分子有同源序列(相关的酶可以用任何一对同源序列为底物)(2)两个DNA分子必须紧密接触3、发生:真核生物: 非姐妹染色单体交换相对应的区域。
原核生物: 依赖recA蛋白,并形成 Holliday 结构Holiday模型(1964年)二、大肠杆菌同源重组的分子基础(一)RecA1、作用:可促进单链同化或单链吸收RecA具有使DNA单链置换双链中同源链的能力2、单链同化发生的三个条件(1)其中一个DNA必须存在单链区(2)其中一个DNA必须有一个自由3’末端(3)此单链区和3’末端必须位于两分子之间互补的区域内(二)RecBCD复合体1、酶的活性:(1)核酸酶(2)解旋酶(3)ATPase2、作用:在CHi位点处产生含3`游离末端单链。
(三)CHi位点——RecBCD识别的靶位点5`GCTGGTGG3`3`CGACCACC5`是重组频率较高的部位E.coli每隔约5~10kb有一个拷贝,Holliday 结构的形成:1. 同源序列排列在一起;2. 酶切。
通过核酸酶和RecBCD蛋白复合体的作用在一对同源DNA上产生切口;3.入侵。
含有3’端切口的ssDNA被recA蛋白包裹形成recA蛋白-ssDNA细丝;RecA-ssDNA细丝寻找相对的DNA双螺旋上的相应序列。
基因突变1、名词解释碱基置换突变(bas substitution):一个碱基被另外一个碱基取代而造成的突变,分为转换和颠换两种类型。
转换(transition):是指由嘌呤置换嘌呤或嘧啶置换嘧啶。
颠换(transversion) 是指嘌呤置换嘧啶或嘧啶置换嘌呤。
如碱基置换发生于编码多肽的区,则因可影响密码子而使转录、翻译遗传信息发生变化,因此可以出现一种氨基酸取代原有的某一种氨基酸。
也可能出现了终止密码而使多肽链合成中断,不能形成原有的蛋白质而完全失去某种生物学活性。
移码突变(frameshift mutation):在正常的碱基序列中插入或减少一个或多个碱基,造成突变位点下游密码子的错读,此种突变产生氨基酸顺序完全改变了的蛋白质,一般无活性。
异义突变(missense mutation):即错义突变,因碱基改变使相应氨基酸变化,进而使多肽失活或活性下降。
同义突变(samesense mutation):突变后的密码子编码相同的氨基酸。
无义突变(nonsense mutation):碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码子,使蛋白质合成中断,产生无活性的多肽。
抑制基因突变(suppressor mutation):在DNA的不同位置上发生的第二次突变抑制了原来突变基因的表达,恢复野生型表型。
诱发突变(induced mutation):人为施加物理化学诱变因子而导致的突变。
自发突变(spontaneous mutation):指那些未经人工诱变处理原因不明的突变。
辐射的直接作用假说:又称为靶学说,认为细胞吸收辐射能量后,发生诸如激发、电离、弹性碰撞等多种原发性物理过程,辐射的量子击中染色体,整个过程就好像子弹击中靶子一样,导致发生直接的不同程度的原始损伤,细胞的修复系统对各类损伤进行修复,产生重排,最终导致基因突变或者染色体畸变。
辐射的间接作用假说:认为生物细胞中的分子经辐射作用先产生各种自由基,特别是细胞中存在的大量水分子在辐射作用下产生大量的过氧化氢,这些自由基团进一步与细胞内遗传物质反应,通过一系列生物化学反应造成染色体损伤。