分子生物学第7章 DNA的重组与转座
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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。
第3章核酸的结构和功能DNA结构域:组蛋白:是真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质,富含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸:H1、H2A、H2B、H3和H4。
核小体:是构成真核生物染色质的基本结构单位。
核基质:为真核细胞核内的网架结构。
30nm纤丝:核小体进行高度有序的组装,形成左手螺旋的螺线管。
每个螺旋约6个核小体。
H1组蛋白的功能:ⅰ稳定作用;ⅱ保护DNA免受核酸酶降解。
1、DNA双螺旋结构有哪些形式?说明其主要特点和区别。
A型、B型及Z型螺旋;A型螺旋比较粗短,碱基倾角大,大沟深度明显超过小沟;B型比较适中;Z型细长,大沟平坦,核苷酸构象顺反相间,螺旋骨架呈Z字形。
2、什么是DNA的拓扑异构体,它们之间的相互转变依赖于什么?一级结构相同(序列相同)而L值不同的环形DNA分子称为拓扑异构体,它们之间的相互转变依赖于DNA 的拓扑异构酶。
3、简述真核生物染色体的组成,它们是如何组装的?细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构。
DNA--核小体--30nm纤丝--核基质固定--压缩--染色体4、简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别。
P575、引起DNA变性的主要因素有哪些?核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化?1)加热;2)极端pH值;3)有机溶剂、尿素和酰胺等。
DNA双螺旋解链。
性质变化:DNA溶液的黏度大大下降、沉降速度增加、浮力密度上升、紫外吸收光谱升高、酸碱滴定曲线改变、生物活性丧失。
6、检测核酸变性的定性和定量方法是什么?具体参数如何?紫外吸收光谱的变化。
以50μg/ml DNA溶液在A260下测定,三者的A260数值为:双链DNA A260=1.00;单链DNA=1.37;游离碱基、核苷酸=1.6。
(结构越有序,吸收光越少)7、DNA的T m值一般与什么因素有关?Tm=4(G+C)+2(A+T)1)DNA的均一性(均质较小);2)G-C碱基对的含量;3)介质中离子强度。
DNA的重组与转座第六章DNA的重组与转座1.简述DNA重组的概念与意义。
DNA重组:DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合,称为遗传重组或基因重组。
重组产物称为重组体DNA。
DNA重组的意义:能迅速增加群体的遗传多样性2.细菌基因转移的机制有哪些?细菌的基因转移主要有四种机制:接合、转化、转导和细胞融合。
3.简述转座子的概念,转座子如何分类?什么是插入序列?转座子:是基因组中可以移动的一段DNA序列。
一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座或移位。
转座子的分类:①插入序列:只含有与转座有关的酶基因,不含有任何宿主基因(包括抗药性基因)②复合型转座子:是一类除了转座酶基因之外,还带有抗药性基因(或其他宿主基因)的标志,结构较大而且复杂。
插入序列:是最简单的转座子,只含有与转座有关的酶基因,不含有任何宿主基因(包括抗药性基因)。
4.复合转座子与IS因子有什么异同点?同:都含有有转座有关的酶基因异:IS因子结构简单,不含任何宿主基因;复合转座子结构较大而且复杂,含有抗药性基因或其他宿主基因的标志。
5.简述复制型转座与非复制型转座的机制。
复制型转座:在转座过程中,当形成靶位点与转座子连接的中间体后,转座子进行了复制,使原转座子位置与新的靶位点各存在一个转座子,因此转座过程伴随着转座子拷贝数的增加。
其过程涉及两种酶,一是转座酶,作用于原转座子的末端;另一中是解离酶,在转座过程中促使转座的中间产物接力,使转座子复制。
非复制型转座:①转座酶先识别转座子的IR,在两翼末端反向重复序列外沿切断;②宿主靶位点的双链交错切开,每侧9bp,交错形成单链;③转座子移动,靶位点的5’端与转座子的3’端连接,留下两个9bp的缺口;④缺口修复补齐。
6.转座子转座的特征有哪些?①转座不依赖RecA蛋白②转座后靶序列重复③转座子有插入选择性④区域性优先⑤转座具有排他性⑥转座有极性效应⑦活化邻近的沉默基因7.DNA转座引起了什么遗传学效应?①转座引起插入突变②转座产生新的基因③影响插入位置邻近基因的表达,使宿主表型改变④转座产生的染色体畸变⑤转座引起生物进化8.什么是逆转座子?逆转座子对基因组功能有哪些重要的影响?逆转座子:指通过RNA为中介,逆转录成DNA后进行转座的可移动元件。
DNA的重组与转座培训DNA的重组与转座培训DNA的重组与转座是生物学中一项重要的技术,用于改变生物体的基因组,以实现特定的目的。
在这篇文章中,我们将详细介绍DNA的重组与转座技术,并提供相关实验操作的培训。
1. DNA的重组DNA的重组是指将来自不同来源的DNA片段进行重新组合,形成新的DNA序列。
这种技术的应用非常广泛,可以用于产生具有特定功能的蛋白质、疫苗的研发以及疾病的基因治疗等领域。
实验操作:步骤1:准备工作- 准备试管、酶切体系、反应缓冲液和DNA片段等。
- 温度、时间和酶切酶的浓度都是影响DNA重组效率的重要因素,所以需要根据具体实验来确定。
步骤2:酶切反应- 将待重组的DNA片段用限制性内切酶切剪,产生可粘性末端。
- 确保酶切反应的温度和时间符合要求。
步骤3:连接反应- 将两个经酶切的DNA片段混合,在酶切缓冲液中加入连接酶。
- 反应温度和时间的选择与步骤2类似。
步骤4:DNA重组产物的分离与提取- 通过琼脂糖凝胶电泳分离连接反应产物,并使用Gel Extraction Kit提取感兴趣的目标DNA。
2. 转座转座是指某些特殊的DNA序列(转座子)具有自主移动性,可以在基因组内发生位置的改变。
这种现象在进化中起到重要作用,并且可以被利用于基因突变的研究和修饰。
实验操作:步骤1:获得转座子DNA- 转座子可以在细菌、真核生物或植物中找到。
根据实验需要,可以使用PCR扩增或基因组DNA提取方法获得转座子DNA。
步骤2:构建转座载体- 选择合适的载体,将转座子DNA连接到载体上,并转化到适当的宿主细胞中,以扩增转座子。
步骤3:转座实验操作- 将转座载体引入到目标细胞中。
- 通过选择合适的培养基和筛选条件,筛选出带有转座子的目标细胞。
3. 实验操作的注意事项- 实验室操作要根据具体的实验方案和操作手册进行,严格按照操作流程进行。
- 培养容器、试剂和仪器要经过严格消毒,在实验操作时保持无菌环境。