当前位置：文档之家 › 分子生物学 ch4DNA的重组与转座PPT课件

分子生物学 ch4DNA的重组与转座PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：6.01 MB
  • 文档页数：64

下载文档原格式

  / 64

合集下载

4-DNA的修复和转座分子生物学PPT课件

4-DNA的修复和转座分子生物学PPT课件

-
3
（1）DNA复制不准确性
DNA复制是严格而精确的事件，但也可能发生 错误。虽然有碱基互补配对和 pol的校正作用， 但错配率仍有10 -10 左右。
-
4
染色体上有些位点是热点，复制错误率高
These mutation-prone sequences are repeats of simple di-, tri- or tetranucleotide sequences, which are known as DNA microsatellites.
• But DNA also undergoes spontaneous damage depends on an aqueous environment
-
6
① 电离辐射
Ionizing （x-and γ-rays）and nonionizing （UV）radiation produce a variety of DNA lesions. 受到紫外线照射时，DNA链上相邻的嘧啶以共价键连接形成二聚 体。

One well-known example involves repeats of the dinucleotide sequence CA. Stretches of CA repeats are found at many widely scattered sites in the chromosomes of humans and some other eukaryotes.
• Other kinds of damage create altered bases that have no immediate structural consequence on replication but cause mispairing; these can result in a permanent alteration to the DNA sequence after replication.

第四章DNA的转座分子生物学(共61张PPT)

第四章DNA的转座分子生物学(共61张PPT)
C 巨型转座子
（2） 特征： a）两端有20～40bp的反向重复序列(IR)
b）具有编码转座酶（transposase）的基因 c）复合转座子除转座酶基因外还有1~数个基因。 d）转座酶催化转座子插入新位点。
A 插入序列
♣ 最简单，是细菌染色体、质粒和某些噬菌体的正 常组分，是一个自主的单位，每种IS均编码自身转座 所需的蛋白质。
B 33 kd 与转座有关 A 70 kd 转座酶 U, S 毒性蛋白 attL, attR 与寄主同源，反向重复，转座必需
Gin G区倒位酶
Mu的插入途径
a） 侵入的Mu在溶源化过程
中任意插入寄DNA
b） 进入裂解生长后，复制
产生后代Mu DNA几乎全部 插入寄主DNA中，并可继续 转座（形成寄主DNA和Mu 的共合体），噬菌体成熟时 ，切段共合体包装
2. 特点： ♣ 不必借助同源序列就可移动的DNA片段，即转座作
用与供体和受体之间的序列无关。
♣ 原核生物和真核生物均有转座子。 ♣ 转座序列可沿染色体移动，甚至在不同染色体间跳
跃。
3. 种类与特征
（1） 类型： A 简单转座子
或（插入序列 insertion sequence IS ） B 复合转座子
♣ 表示法：通常以Tn和后面加上数码表示，
双转座子插入所引起的外显子改组示意图
长度 700～2000bp
的正向重复序列
OUTRNA››INRNA
双转座子插入所引起的外显子改组示意图
的同时，也可使相邻基因转录）。
♣ 两种类型 2.5 kb
20 kb
a) Tn / TnA family
l 具有IR、转座酶基因、 调节基因（解离酶）、 抗抗生素基因

分子生物学 ch4DNA的重组与转座PPT课件

分子生物学 ch4DNA的重组与转座PPT课件
8
◘ 3、例子
（1）、 Euk.减数分裂时的染色单体之间 的交换 （2）、 细菌的转化、 转导、接合
9
二、同源重组的机制：
◘ 同源重组都涉及到DNA分子内的切断、链置换、连接等步骤 ◘ 同源重组的分子模型
有双链侵入模型、单链侵入模型、、双链断裂修复模型等多种
10
步骤
1、两个同源染色体DNA排列整齐； 2、两个DNA分子的同一部位各有一条链发生断裂引发重组 3、断裂的单链游离末端彼此侵入到另一DNA分子中，与另
6
第一节 同源重组
一、概述 二、同源重组的机制 三、同源重组有关的酶系统
7
一、概述 1、 同源重组（homologous recombination）:又称一般性 重组，指发生在两条同源DNA分子之间，通过配对、链断 裂和再连接，而产生片段交换过程。重组产物称为重组体 2、 特征：
（1）、DNA分子间有同源性 （2）、双链DNA分子之间互补碱基进行配对 （3）、需重组酶 （4）、形成异源双链区的形成
5～8 5 (在F因子上为 一) 1或2
？
NGCTNAGC N 热点 随机
43
转座子在靶位置插入前后的结构
123456789 1’2’3’4’5’6’7’8’9’
9’8’7’6’5’4’3’2’1’ 98 7654 321
ATGCA TACGT
ATGCA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TACGT 1’2’3’4’5’6’7’8’9’
转座子 倒置重复区
9’8’7’6’5’4’3’2’1’ ATGCA 9 8 7 6 5 4 3 2 1 TACGT
◘ 共同特征： a）末端反向重复序列，为转座酶识别 b）有编码转座酶基因 c）转座后，靶位点有正向重复序列

第6章DNA的重组与转座PPT文档95页

第6章DNA的重组与转座PPT文档95页

END
第6章DNA的重组与转座
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

分子生物学课件第六章DNA重组和转座

分子生物学课件第六章DNA重组和转座
1.1 概述
1.1.1 重组与变异
变异是生物进化的重要因素之一，生物对环境的适 应机制，自然选择的重要基础。 可遗传的变异： 突变 （点突变，染色体变异） 频率低，突变修复
遗传重组交换 染色体的自由组合 普遍发生 染色单体间的交换 自然界DNA分子均是重组体
分子克隆和转基因技术(in vitro) 分子生物学课件第六章DNA重组和转座
第六章 DNA的重组与转座
1 DNA的重组
1.1 概述 1.1.2 遗传重组的类型
根据的DNA序列和所需蛋白质因子的要求进行分类：
同源重组（homologous recombination）、位点专一 性重组（site-specific recombination）和转座重组 （transposition recombination）和异常重组 （illegitimate recombination）
3’
5’
切割
5’
3’
Meselson-Radding模型 单链入侵模型（链转移模型）
置换
侵入
同化 异构化 分支迁移
分子生物学课件第六章DNA重组和转座
双链断裂重组模型 实验表明，两DNA分子必需具有75 bp以上的同源区才 能发生同源重组，同源分区子生物小学课于件第六此章D数NA重值组和转将座 显著降低重组率。
遗传重组：生物体内的基因交流。 重组DNA技术：体外人为地将不同源的DNA组合在一起。
1.1.4 遗传重组的生物学意义
它能迅速增加群体的遗传多样性(diversity)； 使有利突变与不利突变分开(separation)； 通过优化组合(optimization)积累有意义的遗传信息。
分子生物学课件第六章DNA重组和转座

遗传重组方式和转座子的遗传分析课件(PPT 56页)

遗传重组方式和转座子的遗传分析课件(PPT 56页)
2、同源性重组的两个特点：
（1）、DNA联会和重组无严格的碱基序列特异性，两条 DNA只要有足够长的同源区（序列相同或接近），重 组就可在同源联会区的任何一点发生。
基因组内的重复序列→不对称联会→重复、缺失等; 远缘杂交子代→同源联会→交换重组→代换系； 基因抢、微注射等引入的外源DNA→同源重组→整合。
2008年8月
四川师大生科院张光祥
4、发生同源重组的三个基本条件
➢两个DNA分子的同源区必须进行同源联会(synapsis)。 ➢同源区越长越有利，同源区太短，越难于发生重组。
大肠杆菌：活体重组至少要有20-40bp同源区；与l噬 菌体或质粒重组要求313bp同源区。枯草杆菌基因组与质粒 重组需要的370bp同源区。哺乳动物：150bp以上同源区。
第十三章
遗传重组方式和转座子的遗传分析
教师：张光祥 Email:zhgx-163@
生物的遗传重组概述 同源性重组
位点特异性重组 转座因子及其遗传效应 拷贝选择的重组方式简介
第一节、生物的遗传重组概述
一、遗传重组的定义、类型
1、定义：遗传重组就是已有基因的重新组合或洗牌,其 本质就是DNA分子的重新组合、DNA序列的替换和拼接。
B侵A
B连A
开
b
a
入
b
a
b接a
Holliday A 中间体
A
拆分
B
旋转
方式2
变构
a
b
b
a
a
分支
B 交叉 A 桥
b 结构 a
a 连 接B
A a
拆分 方式1
A
B
b
拆 结分 果 A
B
b
a

分子生物学DNA的重组与转座公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

第8页
7.1.4 同源重组酶学机制
细菌接合、转化以及转导重组都是同源重组， 并且这种重组是发生在一个完整环状双螺旋 DNA分子与一个双链或单链DNA分子片段 之间。且重组需要RecA和RecBCD蛋白质。 Recombination
第9页
7.2 位点特异性重组
site-specific recombination
第11页
7.2.1 λ phage DNA整合与切除 1、实现机制：
均是通过---细菌DNA和λDNA上特定位点之间重组
2、特定位点-----附着位点（attachment site att）
E.coli attB 以BOB`表示，由 23bp λ phage attP 以 POP`表示
240bp ◘ 关键序列 “O”完全一致
第13页
溶菌周期 （lysis）
溶源性细菌 原噬菌体 (lysogen)
第14页
4、整合分子机制
◘ 关键序列O全长15bp，富含A-T
◘ 发生在O内重组互换位点相距 7bp
◘ attP位点负超螺旋为重组所必须---加强了Int和IHF亲和力 -----高剂 量蛋白维持单链重组所必需结构
◘ 整合酶结合位点：attP 240bp、attB 23bp(二者作用不同)
◘ Int结合 ----关键序列反向位点（切割位置） ----结合在att臂上（臂与关键区靠近）
第15页
int IHF
Xis
第16页
◘ 整合体及其作用 整合体（intasome）--Int和IHF结合到attP时复合物
◘ 整合体捕获attB，阐明-----
a、attB和attP最初辨认靠Int 辨认两序列能力
含有一个中心序列和位于两侧臂（arm）； 除了和本身转座相关基因外，中心序列含有抗

DNA的重组与转座培训教材(PPT 93页)

酿酒酵母的rad 51基因与大肠杆菌recA基因
同源，二者功能相关。 该基因的突变造成双链断裂积累，且无法形成 正常的联合复合物，但此蛋白不能在体外与单 链DNA形成纤丝，表明原核与真核的同源重 组机制可能不同。
33
特异位点重组 广泛存在于各类细胞，有关主要过程：
某些基因表达的调节； 发育过程中程序性DNA重排； 有些病毒和质粒复制中发生的整合与切除。
666666666666第............111112333111.........六同特D123331233...λ.N切章源异同异细细1243噬A除重位源 源 菌 菌细遗细细菌重D组点重双基的菌传菌菌体组N重组链因特的转的的D技NA组的与转异接化转细术A的分基移位合导胞整子 因 与 点作融重合模转重重用合与组型换组组与转6666666666666.............4444444454444座...........D逆12223462351..逆逆逆N转转转转转转真12A转转转录座座座座座核插复的座座座转子子子子引生入合转子子子座的的转转起 物序转座的 的的子概分座座遗的列座结作生念类的的传转(子I构用物S机特学座(T特机学因制征效因n点制意)子应子义)
发重组； ③断裂后形成单链3‘游离端，后者侵
入到双链DNA内，寻找同源区域并 配对结合，产生短的链置换区； ④断裂单链游离端彼此交换，每条链 与另一对应链连接，形成Holliday 中间体
9
⑤ 通 过 RuvA和 RuvB 引发分支迁移，产生 异源双链DNA； ⑥通过RuvC形成拆分 口 ， 将 四 链 DNA 复 合 体按不同方向拆分， 形成片段重组体和拼 接重组体。
选择
1、紫外线照射对DNA分子的损伤主要是: ( D )
A.碱基替换； B.磷酸酯键断裂； C.碱基丢失； D.形成共价连接的嘧啶二聚体。

分子生物学--DNA的重组与转座幻灯片

靶位点长度一般为5-9bp，形成5-9bp的同向重复。
Transposition ( 转座作用）
IS element
转座酶 在宿主 DNA上 切割
IS插入缺口后 形成同向重复
2、复合转座子：较大，由两个重复序列夹着中是IS，可从一个位点转座到另一个位点，或从一个复 制子转座到另一个复制子。
• 所有的转座子都有两个构造特征：其一两端有20-40bp的反向重
复序列；其二转座子的中间具有编码转座酶的基因，这种酶催化
转座子插入新的位置。
• 转座子的共性：1、两端都有反向重复序列
•
2、具有编码转座酶的基因，催化转座子插入新的位点
原核生物的转座 〔一〕转座子的类型和构造特征 1、简单转座子，即插入序列〔insertion sequence, IS〕。IS
〔二〕转座子的转座机制 转座子都是具有编码与转座作用有关的酶———转座酶，
而转座子的末端大多数都是反同重复序列。其转座机制为： 在转座酶的作用下，在转座子两端和靶位点产生切口，所形成 的突出单链末端与转座子两端 的反向重复序列相连，然后由 DNA聚合酶填补缺口，连接酶封闭切口。
转座作用的机制分为三种类型： 复制型转座：留一个，转一个 非复制型转座：直接转移 保守型转座：为另一种非复制型转座，转座 过程中，转座子从供体位点切除，插入到靶 位点，其中每一个核苷酸都被保存下来。
Specialized recombination involves breakage and reunion at specific sites
Figure 14.21 Staggered cleavages in the common core sequence of attP and attB allow crosswise reunion to generate reciprocal recombinant junctions.

DNA的重组与转座PPT课件


DNA的重组与转座
7
➢细菌的接合作用（Bacterial Conjugation) Sex pillus
Extra genetic material
Genome of the recipient
F-factor for cleavage the circular DNA
DNA的重组与转座
8
▪ Transformation
Ruv A (DNA 重组与修复蛋 白）
RuvB
rec F
与双链DNA和单链DNA结合
rec O
促进互补的单链DNA的复性
rec R
参与DNA的修复与重组
recB, rec C, 1.依赖于ATP的外切酶的活性；
rec D
2.可被ATP增强的内切酶的活性；
3. ATP依赖的解旋酶的活性。
ruv A
DNA解旋酶。特异的作用于Holliday衔接点，并与RuvB 相互作用，促进Ruv A 及RuvB沿着DNA链移动及双链 DNA的解旋。
DNA的重组与转座
26
➢转座引起的遗传学效应
1.引起插入突变 2.在插入位置染色体DNA重排而出现新基因 3.影响插入邻近基因的表达，使宿主表型改变 4.转座子插入染色体后引起两侧染色体畸形
DNA的重组与转座
27
➢真核生物的转座因子(The Transposable element in Eukaryote)
DNA的重组与转座
1
同源重组（Homologous recombination）
同源重组:在有相同或近于相同碱基序列（75bp以上） 的DNA分子之间的遗传交换，发生在减数分裂过程。
同源重组具备的条件： 1）两条同源双链DNA分子紧密结合； 2）两个DNA链上同一个部位的单链断裂
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

(5 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a
(6 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a
(7 )
A
a
B 3’
5’
5’
b
3’
联会
B
3’
5’
5’
b
3’
酶切
B
3’
5’
5’
b
3’
游离端移动联会
B 3’
5’
5’
b
3’
游离端交叉连接
(1 0 )
B
3’
5’
5’
b
3
形成单链交叉
(11 )
B
b 分支点
3’ 5’ 5 3’ 移动
8
◘ 3、例子
（1）、 Euk.减数分裂时的染色单体之间 的交换 （2）、 细菌的转化、 转导、接合
9
二、同源重组的机制：
◘ 同源重组都涉及到DNA分子内的切断、链置换、连接等步骤 ◘ 同源重组的分子模型
有双链侵入模型、单链侵入模型、、双链断裂修复模型等多种
10
步骤
1、两个同源染色体DNA排列整齐； 2、两个DNA分子的同一部位各有一条链发生断裂引发重组 3、断裂的单链游离末端彼此侵入到另一DNA分子中，与另
16
Chi位点和Rec BCD核酸酶
Chi（十字型）位点：它是刺激重组的位点。这一 位点是由8个碱基组成的非对称序列：
5′GCTGGTGG 3′ 3′CGACCACC 5′
Chi序列促进了其邻近区域相距10kb的范围发生重组。 Chi位点能被双链断裂所激活，断裂在其右侧几kb的地方。 这种方向的依赖性表明重组的装置就必须和DNA的断裂端 相连接，然后才能沿着一个方向在双链上移动。
6
第一节 同源重组
一、概述 二、同源重组的机制 三、同源重组有关的酶系统
7
一、概述 1、 同源重组（homologous recombination）:又称一般性 重组，指发生在两条同源DNA分子之间，通过配对、链断 裂和再连接，而产生片段交换过程。重组产物称为重组体 2、 特征：
（1）、DNA分子间有同源性 （2）、双链DNA分子之间互补碱基进行配对 （3）、需重组酶 （4）、形成异源双链区的形成
B
(8 )
A
双链侵入模型
B
(holliday模型）
两臂旋转
b a
(9 )
A
B
b a
A B
A B
b a
A
B
a
b
A
B
a
b片段重组体Biblioteka b aAb
a
B
A
b
a
B
拼接重组体
b
12
图 2 3 － 8 H o lid a y 重 组 模 型 。
Holliday中间体:同源重组中，两条同源的DNA分子 经过配对、断裂和再连接，形成的连接分子，称为 Holliday中间体
3
第一节 同源重组 第二节 位点专一性重组 第三节 转座重组
异常重组
4
本章结束！！！
5
复习题 名词解释： 同源重组、Holliday中间体、转座子 问答题 1、以Holliday模型为例简述同源重组的过程。 2、用公式表示λ噬菌体的整合过程和结构特点 3、简述原核生物转座子的分类及各自的结构特点（用简单公式 表示）
第五章 DNA的重组与转座
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
2
概述： ◘ DNA重组：又称遗传重组，指DNA分子内或分子 间发生遗传信息的重新组合，重组产物叫重组DNA
◘ 意义: 1、迅速增加遗传群体的多样性 2、与DNA修复有关 3、可调节某些基因的表达
◘ 其中—单链同化有固定的方向
入侵单链为3’－5‘
双链 DNA 的互补链是5’－3‘
19
RecA
RecA引发链侵入模型 入侵单链
被置换链
20
◘ RecBCD 和 RecA 的共同作用
3’ 5‘ 5’ 3‘
21
Ruv蛋白和Holliday 中间体的拆分
RuvA和RuvB的产物可促 进异源双链结构的形成。 RuvA可识别Holliday连接 的结构；RuvB是一种 ATPase，它可发动迁移反 应。RuvA结合在交换点上 的所有4条链上。RuvB是六 聚体，它围绕在交换点上游 的每一条DNA双链的周围。
片段重组体：Holliday中间体如果切开的链和原来 断裂的链是相同链，重组体中含有一段异源双链区， 其两侧来自同一亲本DNA
拼接重组体：Holliday中间体如果切开的链并非原 来断裂的链，重组体中异源双链区的两侧来自不同 亲本DNA
13
5‘ 3‘ 3‘ 5‘
3’
切割
Meselson-Radding模型 单链入侵模型（链转移模型）
侵入 置换
Loop切除 同化 异构化 分支迁移
14
双链断裂修复模型
15
三、同源重组酶学机制
在原核同源重组中存在8个碱基组成的Chi位点 RecBCD复合体具有序列特异性的内切酶、核酸外切酶、
解旋酶和ATPase活性，有固定切割位点，在Chi位点产生 单链3ˊ游离未端。 RecA可促进单链DNA的同化，形成hollidy中间体；还可诱 发SOS反应 RuvA和RuvB可促进分支移动和异源双链形成， RuvA 识 别交叉点， RuvB 是一种解螺旋酶，水解ATP推动分支移 动，速度10－20bp/s。 RuvC是一种内切酶，识别ATTC序列，切割并释放重组中 间体。 DNA pol和连接酶修复
18
RecA 蛋白催化单链同化： 单链同化：单链DNA与同源双链DNA分子发生链的交换，从而使
重组过程中DNA配对、Holliday中间体的形成、分支移动等步骤得 以实现的过程
a、 联会前阶段（缓慢）： RecA 与单链结合 b、 单链与双螺旋的互补链迅速配对，形成双链连接分子（3’侵入） c、 从双螺旋结构中缓慢（6bp/s)置换一条链产生一段长的异源双 链 DNA, 反应结束时，RecA 结合到双链上
Chi位点是recBCD编码的一种酶的靶序列。
17
当RecBCD结合在 DNA Chi位点的右侧时， 它沿着DNA移动，使 DNA解旋。当到达Chi位 点时它停顿下来，并切 开上面的一条单链DNA， 切点在Chi 3′端离Chi 位 点4~6bp处。Chi位点的 识别导致RecD亚基的解 离或失活，结果使复合 物RecBC失去了核酸酶 的活性，但继续发挥其 解旋酶的作用。
一DNA断裂链的游离末端连接，形成Holliday中间体； 4、通过分支迁移产生异源双链DNA； 5、Holliday中间体切开并修复，形成两个重组DNA。
11
(1 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a
(2 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a
(3 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a
(4 ) 5 ’ A 3’ 3’ 5’ a