小徐的分生危机第四弹 分子水平的同源重组

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来完成重组
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Steps of DNA processing by RecBCD
Polar action of chi
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RecA 蛋白结合单链 DNA 并促进链入侵
RecA 蛋白 :链交换蛋白
recA的活性形式是蛋白-DNA链 许多亚基+ 许多链
被 RecA覆盖使得 DNA 高程度地展开
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1. Models for Homologous Recombination 同源重组的模型
1. Homologous Recombination Protein Machines ——in prokaryotes 同源重组的蛋白机器
1. Homologous Recombination in Eukaryotes 真核中的同源重组
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原核生物中的同源重组
RecBCD 解旋酶 /核酸酶加工断裂的DNA分子 来进行同源重组
RecA 蛋白结合单链 DNA 并促进链入侵 新的碱基配对在RecA 长丝的帮助下形成 RuvAB 复合物特异性识别 Holliday 连接体并
促进分支迁移 RuvC 在Holliday连接体处切割特异的DNA链
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1. Models for Homologous Recombination
2. Homologous Recombination Protein Machines ——in prokaryotes
3. Homologous Recombination in Eukaryotes
4. Mating-Type Switching
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RuvC 在Holliday连接体处切割特异的
DNA链来完成重组
➢ 重组的完成需要两条重组的DNA的Holliday连 接体发生愈合。
➢ RuvC特异性地切开了具有相同极性的两条同源 DNA链。
➢ RuvC 识别结构而不是特异性序列, 但是仍然具 有一定的序列特异性
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High resolution structure of the RuvC resolves and schematic model of the RuvC dimer bound to Holliday junction DNA
DNA 双链的断裂时频繁发生的 再细菌中,同源重组起到的最主要的作用
时修复 DSBs 除了在染色体DNA中修复DSB, 同源重组还
促进了细菌的基因重组 在真核细胞中,同源重组对于修复 DNA至
关重要
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在DNA复制过程中模板链损伤会导致DSB模式
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同源重组蛋白机器
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第十章
分子水平的同源重组
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1
所有的DNA 都是重组 DNA.
基因交换在持续地弯曲和改变着染色体结构, 尤其在减数分裂时期发挥着最大的作用, 在同 源染色体第一次核分裂的前期配对的时候.
在配对的时候, 染色体之间发生基因交换. 这种 现象被称为交换 crossing over, 是同源重组的 结果之一.
2. Homologous Recombination Protein Machines ——in prokaryotes
3. Homologous Recombination in Eukaryotes
4. Mating-Type Switching
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5. Genetic Consequences of the Mechanism of
Homologous Recombination
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真核中的同源重组还具有其他功 能
➢ 同源重组可以修复DNA双链的断裂 , 可以 修复被破坏的复制叉, 并可以使得细胞染色 体DNA 与 噬菌体感染导入的DNA相连接
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Homologous recombination in prokaryotes
The RecBCD helicase /nuclease processes broken DNA molecules for recombination
RecA protein assembles on single-stranded DNA and promotes strand invasion
RuvC cleaves specific DNA strands at the Holliday junction to finish recombination
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RuvAB 复合物特异性识别 Holliday 连接体并
促进分支迁移
➢ RuvA 蛋白是一种特异性识别并结合在DNA Holliday连接体上的蛋白。
➢ RuvB 是一种 hexametric ATP酶: 引导着碱基 配对的交换,带动DNA分支发High resolution structure of the RuvA-DNA complex and schematic model of the RuvAB complex bound to Holliday junction DNA
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Overview of meiotic
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recombination pathw32ay
不需要Dmc1的 通常发生在同 源非姐妹染色单体之间
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许多蛋白共同在有丝分裂重组中 发挥作用
➢ 一些大的蛋白-DNA 复合物, 例如重组因子 ➢ Rad51, Dmc1, Rad52……
➢ 在减数分裂中, 同源重组对于染色体配对发 挥作用
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有丝分裂中的染色体分裂过程中需要同源 重组
➢ 重组必须在核分离之前完成,从而保证染色 体可以整齐地在有丝分裂中期排列在赤道板 上并均匀地分配到两个细胞里。
➢ 不当的染色体分离,称为不分离,导致了大
量的染色体不正确的配子
➢ 减数分裂时期发生的同源重组被称为减数分 裂重组
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DNA dynamics during meiosis
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真核生物的同源重组
1. 双链 DNA 断裂 2. MRX 蛋白 : 类似于RecBCD 的蛋白 3. Dmc1 : 类似于RecA的蛋白 4. 还有一些其他的蛋白: Rad51 Rad52
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Mechanism of cleavage by spo11
1. Mating-Type Switching
交配型开关
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同源重组模型
➢ 联会 Alignment: ➢ 断裂 Breaks: ➢ 链入侵 Strand invasion—Holliday junction ➢ 分支移位 Branch migration: Movement of the Holliday
5. Genetic Consequences of the Mechanism of
Homologous Recombination
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Genetic loci encoding mating-type information
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1. Models for Homologous Recombination
RecA 装配的极性
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RecA 稳定了单链的 DNA
• RecA 阻止了单链 DNA形成二级结构
• RecA 使得单链 DNA形成了螺旋结构, 有效地降低了重组的能级
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RecA 蛋白结合单链 DNA 并促进链入侵
RecA 装配的极性
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新的碱基配对在RecA 长丝的帮助下形成
RecA-催化的链交换可以分成不同的阶段
单链 DNA的交叉部分结合到 RecA 蛋白上 同源性检查是由 RecA促进的. DNA 的第二个位
点可以用来检测互补性 连接分子: 链之间的碱基配对发生交换 RecA 在完成链交换后容易结合在DNA的产物上
.
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通过RecA长丝 来进行同源性 验证和DNA链 交换的两步模 型
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1. Models for Homologous Recombination
2. Homologous Recombination Protein Machines ——in prokaryotes
3. Homologous Recombination in Eukaryotes
4. Mating-Type Switching
Newly base-paired partners are established within the RecA filament
RuvAB complex specifically recognizes Holliday junctions and promotes branch migration
junction ➢ 拆分 Resolution: Cleavage of the Holliday junction
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1.The Holliday Model
2.The Double-Strand Break Repair Model 双链断裂修复模型
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8
双链DNA 通过多种方式断裂并引起同源重组
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