同源重组的分子机制

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哈工大-遗传学
同源重组的分子机制
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同源重组的分子机制
• Holliday 模型中，由于重组而产生的异源双链区存在 不配对碱基，可被细胞内的修复系统能够识别并以一条链 为模板进行切除修复：
•(1). 两个杂种分子均未得到校正，有丝分裂后分离形成4:4 或 3:1:1:3的异常孢子分离比，属于半染色单体转变；
Meselson-Radding模型 1975年Meselson Radding提出；
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断裂重接模型和模板选择复制模型存在的问题
断裂重接模型：不能解释基因转变和极化子现象；
模板选择复制模型： (1) 违背了半保留复制； (2) DNA复制在S期，重组在偶线期，不应同时发生； (3)不能解释3线和4线交换；
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因的遗传+ 学现象（源于-基因内重组）。+
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•+同源重组的分子机制
•染色单体转变•粪生粪壳菌(Ol•i半ve染): 色g+单×体g转-变
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•二、Holliday模型
•依据：细菌重组chi结构 •基因转变
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•(一)、过程
•1
1. 同源的非姐妹染色单体联会;
•6
2. DNA内切无酶论在非H姐o妹ll染id色a单y 结•构2 断裂是否•导致旁侧遗传标
体的相同位置同时切开两个
•旋转1800
•(2). 一个杂种分子得到校正，另一条未校正，有丝分裂后 分离形成 5:3 或 3:5 的分离比，属于半染色单体转变；
•(3). 两个杂种分子都被校正到同一种类型，有丝分裂后分 离形成 6:2或2:6 的分离比，属于染色单体转变；
•(4). 两个杂种分子都被校正到不同类型，有丝分裂后分离 形成 4:4 分离比，未出现基因转变；
+ + pdx + + pdxp + pdxp
3 + pdxp + + pdx + + +
4 pdx + + pdxp pdx + pdx +
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••基因转+变(gene
conver••+s-+-ion)：一个基因••转+-+- 变为它的等位基
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同源重组的分子机制
支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形态学上，Holliday中间体(Chi 结构)的电镜照片；
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•Holliday模型同样适用于环状DNA间的重组 两个环状DNA分子配对、断裂、重接形成“8”字
•基因转变的实质：重组过程中留下的局部异源双 链区，在细胞内的修复系统识别下不同的修复产 生的结果；
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•旋转1800
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•A
•A
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•三、Meselson – Radding模 型
Holliday 模型中为对称的杂合双链，而实际情况有 不均等分离现象，1975年Meselson-Radding 提出模型解 释这种不对称重组现象；
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•修复校正：若一个杂种分子被校正•+为/ 野生型(突变型)，另一个未被校
•?
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•6:2 (或 2:6)
•120/200000
•5:3 (或 3:5)
100/200000
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•3:1:1:3
同1源6重/2组0的0分0子0机0制
2、基因转变的分子机制
•①在5：3和6：2分离的子囊中，约有30%也在g基因两侧 • 发生重组； •②发生基因转变的子囊中，基因转变和遗传重组都发生 • 于同样的两个染色单体上的子囊的比例高达90%；
型结构中间物，根据切割的位置不同，可分别形成两 个亲本环、大的单体环或者是滚环结构，也可以形成 “χ” 结构。
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•2
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支持Holliday遗传重组模型的证据： 1、形态学上，Holliday中间体(Chi 结构)的电镜照片； 2、异源双链形成时，产生碱基错配导致与重组相关联 的基因转变的发生；
方记向的相同重的组一条，单它链们； 都含有•3 一个异源双链区。
3. 切开的单链交换重接;
4. 形成交联桥结构； 5. 分支迁移：形成一大段异源 •4
双链DNA(Holliday结构)
•5
6. 绕交联桥旋转1800，形成
Holliday异构体；
• •7
7. 切开与重接：
左右切，形成非重组体
上下切，形成重组体。
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•解释同源重组分子机制的模型：
断裂和重接模型 1937年，Darlington提出；
模板选择复制模型（copy choice ） Belling J.首先提出，1933年又撤回； 1948年，Hershey再次提出；
霍利迪(Holliday)模型 1964年Robin Holliday提出；
同源重组的分子机制
2020/11/7
同源重组的分子机制
Leabharlann Baidu
•一、概 念
•同源重组：依赖大范围的DNA同源序列的联会，重组过
程中，两个染色体或DNA分子交换对等的部分。
• 例：同源染色体非姐妹单体交换； • 细菌的转化、转导、接合； • 噬菌体的重组…
•条件：•2个DNA分子序列同源；
•不同物种同源重组所需的最小的同源序列不同；
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(二)、基因转变及其分子机理
1、异常分离与基因转变 粗糙脉孢菌： pdxp：酸度敏感的VB6依赖型 pdx： 酸度不敏感的VB6依赖型
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+ pdxp
× pdx +
•585个子囊中
孢子对
①
子囊
②
③
④
1 2
•? + pdxp pdx +
+ + pdx +