重组机理

2、 单 链 侵 入 模 型
请注意：
在酵母中的研究表明：联会复合体是在DNA双 链断裂起始重组之后形成，在缺失正常联会复合 体的突变体中重组可以发生，不能进行重组的突 变体中不形成联会复合体。所以，联会复合体是 重组的结果，而不是原因。
有的研究表明认为：交换产物的形成可能另有 途径，而不是由于Holliday中间体的拆分方式产 生的。
重组的分子机理
基因转变 基因重组的类型 重组的Holliday模型
粗 糙
子囊孢子
脉
孢
菌
的
分生孢子
生
活
原子囊壳
史 交配型a
子囊
子囊孢子
分生孢子
交配型A
顺序四分子在遗传分析学上的好处：
☆可以简明地看出分离比和计算重组率；
☆可以把着丝粒作为一个座位（locus）， 计算某一基因与着丝粒的重组率；
☆子囊中子囊孢子的正确对称性质，证明 减 数 分 裂 是 一 个 交 互 过 程 （ reciprocal process）；
左右切
亲 组 合
上下切
重 组 合
双 链 侵 入 模 型
交联桥以两种方式进行拆分，旁侧
标记基因或是发生交互重组，或是无重 组。但是无论那种拆分方式都在两条 DNA分子上留下一段异源双链区。
所谓异源双链区，就是该段DNA双 链的一条单链来自于一个亲本的DNA， 另一条单链来自于另一个亲本的DNA。 也称为杂种DNA区。
pdxp （对pH是敏感的） pdx
P + pdxp X pdx +
585个子囊
对子囊孢子进行培养和鉴定
孢子对 1
第一对 + pdxp
子 2
pdx +
第二对 + + pdx + 第三对 + pdxp + +
第四对 pdx + + pdxp
囊
3
4
+ + pdx +
+ pdxp + pdxp
pdx + + +
pdx + pdx +
pdx

+ pdx
+
pdxp +
+
pdx
+
pdx
pdxp
+
+
+
pdxp
正常的2:2分离
pdxp
pdx
+
pdx

+
+
+
pdxp
异常的3:1分离
2、基因转变（gene conversion） 一个基因转变为它的等位基因的现象。 如：粪生粪壳菌中的基因转变
g-（g） 子囊孢子为灰色 g+（+） 子囊孢子为黑色
4、Holliday模型对基因转变的解释
杂种分 子校正
G
+/+
C G
+/+
C A
g/g
T A
g/g
T
4：4 正常分离
G 野生型
C G
A C
T
A 突变型
T
两杂种分子 都校正到g+
两杂种分子 都没有校正
G
+/+
C G
+/+
C C
+/+
G A
g/g
T
G
+/+
C G
+/g
A C
+/g
T A
g/g
T
6：2 分离
亲本基因型
+
基因转变和遗传重组是相关的。
二、基因重组的类型
1、同源重组（homologous recombination）
主要利用两个DNA分子序列的同源性识
别重组对象，负责DNA配对和重组的蛋白 质因子没有碱基序列的特异性，只要两条
DNA序列相同或接近，重组就可以在此序列 中的任何一点发生。
2、位点特异性重组
M1M1 M1M1 M1M2 M2M1 M2M2 M2M2 M2M2
PD NPD T T PD NPD T 808 1 90 5 90 1 5
一、基因转变
减数分裂是一个交互过程； 遗传重组是一个交互过程； 遗传重组有时会出现异常分离； 遗传重组通常总是交互的。
1、Mitchell的杂交试验
脉孢菌吡多 醇缺陷型
☆四线分析（4-strand analysis）证明， 每一交换只包括4线中的两线，但多重交 换可以包括一个双价体的两线、三线或四 线。
☆可以检验染色单体的交换有否干涉现象; 而且还可以用它来进行基因转变（gene conversion）的研究；
序号 子 囊 型
分离
类别 数目
1 2 3 45 6 7 +a ++ ++ +a +a ++ ++ +a ++ +a na n+ na na n+ na n+ ++ +a ++ +a n+ na na n+ n+ na n+
3：1：1：3 分离
一个杂种分 子得到校正
G
C G
C C T A
T
5：3 分离
+/+
+/+
或
+/g g/g
G
+/+
C G
+/g
A A
g/g
T A
g/g
T
3：5 分离
基 因 转 变 实 质 上 是 异 源 双 链 DNA 错 配 的核苷酸对在修复校正过程中所发生的 一个基因转变为它的等位基因的现象。
依赖于小范围同源序列的联会，重组也 仅限于在这一范围内，重组发生在特殊位 点上，此位点含有短同源序列，有位点专 一性的蛋白因子催化。
如 λ 噬菌体整合到大肠杆菌的染色体中。
3、转座重组
完全不依赖于序列之间的同源性而使 一段DNA序列插入另一段DNA中。只依 赖于转座区域DNA复制和转座有关的酶 完成重组。
g- x g+
20,0000 子囊
+
+
+
+
+ g
+
+
减数
有丝 +
分裂 g 分裂 g
g
g
g
g
g
正常分离
4：4
+
+
染
+ +
色
+
+
单
+ +
体
gLeabharlann g g转6：2
变
(0.05%)
+
+
+
+
+
+
/g
+
g
g
g
半
g
染
5：3
色
(0.06%)
单
+
+
体
+ +
转
+/ g /g
g +
变
g
g
g g
3：1：1：:3
(0.008%)
目前对于重组的研究有限，分子水平的结果与 细胞学上观察到的现象（如交叉）还无法联系。
3、Holliday连接体和支链迁移
1）Holliday连接体 Holliday连接体能由一种构象转变为另一
种构象，不需要能量，能很快发生。
2）支链迁移
支链迁移能增加异源DNA区的长度。
可能导致基因转变
异源双链区
例如基因的转座。
三、Holliday模型
也称为异源或杂种DNA模型 Robin Hollidy于1964年提出该模型。
1、Holliday模型对交互遗传重组的解释
DNA双链
（染色单体）
交联桥
Holliday中间体
联会 单链断裂 单链交换 单链连接 支链迁移
左右切拆分
异构化 旋转180º 上下切拆分