分子生物学：重组和转座
分子生物学 转座子 相关
第十五章转座子基因组是通过获得新序列以及原有序列重排发展而来的。
新序列的意外引入改变基因组间承载信息的能力。
染色体外元件(Extrachromosomal element)通过调节基因的长度(通常是很短的)来转移信息。
在细菌中，质粒是通过接合作用(见12章)，而噬菌体则是通过感染来转移信息(见第11章)。
噬菌体和质粒都会在其复制子(Replicon)中偶尔携带一些宿主基因。
有些细菌中有通过转化作用直接转移DNA的现象。
真核生物中，一些病毒(尤其是逆转录病毒)能够在感染周期内转移遗传物质。
重排(Rearrangement)是由基因组内部程序发起的，例如非互惠(Nonreciprocal)重组是由同源重组时错配导致的。
非互惠重组导致座位的复制或重排(见第4章)。
基因组的序列复制是产生新序列的主要来源。
复制可能继承原来的功能或可能产生新功能，而且，在分子水平上发现独立基因组间差异明显，是由于重组导致了这些多态性(Polymorphism)。
在第4章已经讨论过，微卫星间重组可调整其长度以便使每个基因组都是独特的。
多态性的另一个主要原因是由转移元件转座(Transposon)产生的：它们是基因组中可移动的不连续序列，可在基因组内从一个座位转到另一个座位。
转座子特征是它们并不利用独立元件(如噬菌体或质粒DNA)，而只是从基因组的一个位点直接移动到另一个位点，与大多数基因组重构的其它程序不同，转座子不依赖序列供体和接体位点间的任何联系。
转座子非常严格地自我转座到同一基因组的新位点，有时增加一些序列，因此它们可作为基因组间序列转移的内部载体，是基因组内突变的主要来源。
转座子可分两种类型。
本章讨论的转座子与编码蛋白质的DNA序列共存并操纵这些DNA以便使其在基因组内复制自我。
下章讨论的转座子与逆转录病毒相似。
它们通过将RNA转录成DNA拷贝的能力而迁移；DNA拷贝同时被整合进基因组的新位点。
通过DNA移动的转座子在真核和原核生物中都已发现。
分子生物学：重组和转座
转座子的特点
转座子是不必借助同源序列就可以移动的片断,即转座作用与供体 和受体的序列无关;
原核生物和真核生物都有转座子; 转座序列可沿染色体移动,甚至在不同染色体间跳跃(跳跃基因) 转座子对基因组而言是一个不稳定因素，它可导致宿主序列删除、
倒位或易位，并且其在基因组中成为“可移动的同源区”。位于 不同位点的两个拷贝转座子之间可以发生交互重组，从而造成基 因组不同形式的重排。 有些转座子与基因组的关系犹如寄生，它们的功能只是为了自身 的扩增与繁衍，因此被称为是自私的DNA。
转座中涉及的机制依赖于DNA 链的切割和重接，因此 （branch migration）
Cro蛋白抑制C I基因的转录，它占优势噬菌体即进入繁殖周期，并导致宿主细胞裂解。
与重组过程联系起来。 二者含有共同的核心序列15bp（O区）。
DNA转座子上携带作为重组位点的DNA序列，以及参与重组的蛋白质的基因（转座酶基因）。 同源重组 (homologous recombination )或普遍性重组（generalized recombination ）
复制式转座 如 Tn3
非复制式转座 如 Tn10
类病毒反转录转座子/反转录病毒
带有反向终端重复序列.反向终端 重复序列嵌入在较长的正向排列的 重复序列(长末端重复序列, long terminal repeats LTR)中；
带有靶位点重复序列； 类病毒反转录转座子编码两种移位所需的蛋白：转座酶和反转录酶。 类病毒反转录转座子和反转录病毒的区别在于：反转录病毒的基因
径的歧化做好准备。
位点特异性重组与同源重组的区别
带有2个基因ORF1和ORF2；
同源重组 (homologous recombination )或普遍性重组（generalized recombination ）
名词解释-分子生物学
1、转录（Transcription）：以某一DNA链为模板，按照碱基互补原则形成一条新的RNA链的过程，是基因表达的第一步。
2、编码链：与mRNA 有相同序列的DNA 链3、下游：沿着表达方向的序列。
例如，编码区是在起始区的下游。
4、上游：转录起点之前的序列，例如，细菌启动子在转录单位的上游，起始密码在编码区上游。
5、启动子：结合RNA 聚合酶并起始转录的DNA 区域。
6、RNA聚合酶：使用DNA作为模板合成RNA的酶(正式应为DNA-依赖性RNA 聚合酶)7、终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
DNA分子中终止转录的核苷酸序列。
8、转录单位：指RNA聚合酶起始位点和终止位点间的距离，可能包括不止一个基因。
9、初级转录本：与一个转录单位相对应的未修饰的RNA 产物。
10、组成型表达constitutive expression：个体发育的任一阶段，在所有细胞中都持续进行的表达。
一般是生命过程必需的基因。
11、负调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因表达；存在repressor的时候基因表达受阻。
12、正调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因关闭；存在activator的时候基因表达开启。
一般原核生物偏向负调控，原核生物的DNA裸露无保护，很容易启动转录，并翻译。
因此其细胞内的基因可以说是基本全部默认开启，因此在正常情况下原核细胞内存在大量不同的reressor阻遏着大量基因的转录。
细胞必须根据不同的条件，对一些被阻遏的基因进行去阻遏的调控，或对一些基因的表达进行阻止。
13、顺式作用元件cis-acting element DNA分子上的一些与基因转录调控相关的特定序列。
14、反式作用因子trans-acting factor一些与基因表达调控有关的蛋白因子。
15、顺式调控cis-acting regulation 一段非编码DNA序列对基因转录的调控作用，顺式正调控（启动子、增强子）；顺式负调控（沉默子）16、反式调控trans-acting regulation 转录因子作用于顺式作用元件对基因转录的调控。
分子生物学 第四章
DNA聚合酶 填补碱基
DNA连接酶
核苷酸切除与UvrAB修复系统
错配修复中子代DNA的识别
针对复制错误，所以发 生与子代DNA分子
一个问题：如何区分子 代DNA分子?
大肠杆菌中子代新生分 子尚未甲基化，从而可 以区分
甲基化位点： 5’-GATC-3’ A甲基化 5’-CCA/TGG-3’ C甲基化
Holliday模型的缺陷与 Meselson-Radding修正模式
Holliday模型的缺 陷：切口是如何出 现在两条分子的同 一位置的？
单分子切口 切口链侵入未打开
的双螺旋，形成D环 被取代链断开，形 成另一个分子上的 切口 修正：在两分子切 口形成过程中引入 交换的D环
Holliday模型修正后无法解释 基因转换
物理和化学诱变导致突变
化学： 1）碱基类似物替代标准碱基参 与复制 5-溴尿嘧啶和2-氨基嘌呤 2）脱氨 3）烷化 4）嵌入 溴化乙锭
物理： 1）紫外辐射 形成嘧啶二聚体 2）电离辐射 3）加热
突变可能不影响基因组
存在很多不影响基因组功能的突变 沉默突变：
1）突变在基因间非调控区域或基因间非编码区域， 对整体基因组功能无影响的突变。可发生在人类基因 组的98.5%。 2）编码区的突变不影响编码蛋白的氨基酸序列，同 义突变
重组的一般类型----同 源重组（一般性重组）
位点特异性重组（同源 区很短）
转座
同ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ重组
可发生于两条 同源DNA的任 意位点
真核生物中， 发生于减数分 裂时期
重组是由于异源双链体DNA间发 生断裂与重连
两条双链DNA分子间的重组关 键是单链的交换
分子生物名词解释
第十二章1.多顺反子：原核细胞中，数个结构基因串联排列成一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，称为多顺反子2.单顺反子：真核细胞的一个mRNA分子只编码一种蛋白质，称为单顺反子3.开放阅读框架：由mRNA起始端起始密码子AUG到3‘终止密码子之间的核苷酸序列4.密码子：在mRNA的开放阅读框架中，每三个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸或其他信息，这种存在于mRNA开放阅读框架中三联体形式的核苷酸序列称为密码子。
5.摆动配对：反密码子与密码子之间的配对并不严格遵守常见的碱基配对规律称为摆动配对6.SD序列：位于mRNA起始AUG上游8至13个核苷酸部位有一段4至9个核苷酸组成的一致序列，富含嘌呤碱基，如-AGGAGG-称为SD序列。
/核糖体结合位点7.多聚核糖体：一条mRNA模板链可附着10-100个核糖体，这些核糖体依次结合起始密码子，沿5-3方向读码移动，同时进行肽链合成，这种mRNA与多个核糖体形成的聚合物称为多聚核糖体8.靶向运输：蛋白质合成后，被定向运输到其发挥作用的靶位点的过程称为蛋白质的靶向运输9.分子伴侣：是一类细胞内可识别肽链的非天然构象，促进各功能与和整体蛋白质正确折叠的蛋白质10.信号肽：多数靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋白质，其肽链N端有一长度为13-36个氨基酸残基的信号序列，称为信号肽11.基因组：只来自一个生物体的一整套遗传物质12.基因表达的时间特异性：按功能需要，某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生13.基因表达的空间特异性：在个体发育过程中，一种基因产物在个体不同组织或器官表达14.管家基因：有些基因产物对生命全过程都是必须的，不可缺少的，这类基因在一个生物体几乎所有细胞中持续表达15.操纵子：通常由两个以上编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调控序列在基因组中串联组成，基因表达的调控，通过操纵子机制实现16.顺式作用元件：指可影响自身基因表达活性的DNA序列，包括启动子近端调控序列及增强子等远端序列17.启动子：指RNA聚合酶结合位点，的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点一个以上功能组件，如TA TA盒18.增强子：原理转录起始点，决定基因的时间和空间特异性表达，在增强启动子转录活性的DNA序列，发挥作用机制与方向、距离、位置无关。
分子生物学—同源重组、位点专一性重组、转座
分⼦⽣物学—同源重组、位点专⼀性重组、转座同源重组遗传交换、染⾊体上基因重排、断裂DNA的修复（1）同源重组的形式常发⽣在同源染⾊体之间（分⼦间重组）也可发⽣在同⼀DNA分⼦内（分⼦内重组）（2）Holliday 模型解释同源重组的⼀个经典模型基于重组过程中有⼗字形的中间产物（3）RecBCD重组途径存于E. coli中，需要RecBCD蛋⽩（RecBCD protein，recB、recC、recD基因的产物）参与DNA损伤造成的双链断裂以及外源DNA线性分⼦的DNA断端。
RecBCD是⼀种具多功能的酶，依赖于DNA的ATPase(⽔解ATP, 为DNA的解螺旋提供能量)；DNA helicase; DNA nuclease,可作⽤于单链或双链DNA, 切割χ位点（GCTGGTGG）χ(chi): crossover hotspot instigator RecBCD的切点与底物的序列有关，可在χ位点3’端4 ~ 6 ntRecA ：38 kD 的蛋⽩质，具多种功能，在重组中促进同源DNA单链的交换（主要是⼀单链与⼀双链中的同源单链交换）；交换过程需ATP。
RuvA和RuvB ：RuvA和RuvB均具DNA helicase活性，RuvB还有ATPase活性；RuvA特异性识别并结合到Holliday junction，并促使RuvB蛋⽩结合到这⼀位点；RuvB⽔解ATP，提供能量，促使分⽀迁移RuvC ：解开Holliday junction的核酸内切酶，特异地与Holliday junction结合，在特异位点切开Holliday junction。
RuvC是⼆聚体，有2个活性位点，能切开Holliday junction的两条链，切割位点有特异的序列，必须等branch migration 到达特异序列后，RuvC才能起作⽤，以何种⽅式解开Holliday junction取决于RuvC切割位点在两对同源单链上的频率。
分子生物学第7章 DNA的重组与转座
Barbara McClintock 芭芭拉·麦克林托克) (芭芭拉 麦克林托克) 19021902-1992
C基因-Ds基因-Ac基因： Ac-Ds 控制系统 基因-Ds基因-Ac基因： Ac基因 基因 《玉米易突变位点的由来与行为》(1950)，《染色体结构和基 玉米易突变位点的由来与行为》(1950)， 因表达》 因表达》(1951)
7.2.2 细菌的特异位点重组
鼠伤寒沙门氏菌H1鞭毛蛋白和 鞭毛蛋 鼠伤寒沙门氏菌 鞭毛蛋白和H2鞭毛蛋 鞭毛蛋白和 白抗原表达的互变，称为鞭毛相转变， 白抗原表达的互变，称为鞭毛相转变， 这种转变是由H片段倒位决定的 片段倒位决定的， 这种转变是由 片段倒位决定的，此倒 位是由于特异重组位点hix发生重组后引 位是由于特异重组位点 发生重组后引 起的。 起的。
整合位点---attB、attP ◘ 整合位点 切除位点---attL、attR 切除位点 整合过程需要λ整合酶 ◘ 整合过程需要 整合酶 （integrase Int）（ 编码） ）（λ编码） ）（ 编码 和寄主的整合宿主因子IHF 和寄主的整合宿主因子 （integration host factor） ） 共同作用 ◘ 整合后的附着位点为 attL（BOP’） （ ） attR（POB’） （ ）
Ⅰ型：两末端有相同的IS序列，或正向，或反向。 两末端有相同的IS序列，或正向，或反向。 IS序列 Ⅱ型：末端有反向重复序列。如TnA家族 末端有反向重复序列。 TnA家族
Tn A家族: A家族: 家族
TnA是复制型转座的转座子，长约5kb左右 TnA是复制型转座的转座子，长约5kb左右 。 是复制型转座的转座子 5kb 两端具有末端反向重复序列（而不是IS），长约38bp左右 IS），长约38bp左右， 两端具有末端反向重复序列（而不是IS），长约38bp左右， 任一个缺失都会阻止转座。 任一个缺失都会阻止转座。 中部的编码区编码三个基因：转座酶，解离酶和抗性基因， 中部的编码区编码三个基因：转座酶，解离酶和抗性基因， TnA家族都带有抗性标记 TnA家族都带有抗性标记 。 靶位点具有5bp的正向重复序列。 5bp的正向重复序列 靶位点具有5bp的正向重复序列。 解离位点（ TnA家族特有的内部位点 家族特有的内部位点。 解离位点（res）是TnA家族特有的内部位点。
遗传重组与转座(第3节至第4节)
通常包含转座所需的结构基因和 调节基因，两端具有反向重复序 列。
转座机制探讨
复制型转座
通过复制自身并插入到新的位置。
剪切型转座
通过剪切并重新插入到新的位置。
转座与重组
转座过程中可能伴随DNA重组，导致基因重排或 突变。
PART 05
遗传重组与生物进化关系
遗传多样性产生途径
基因突变
基因在复制或修复过程中发生错误，导致碱基替换、插入或缺失， 从而产生新的等位基因。
链交换的终止
链交换的终止通常发生在遇到与侵 入链配对的同源序列时，此时新合 成的DNA链将与模板链分离，完成 链交换过程。
重组产物解析
重组产物的类型
同源重组可以产生多种类型的重组产物，包括基因转换、基因内重组和基因间重组等。
重组产物的鉴定
重组产物的鉴定通常涉及到DNA序列分析、基因型鉴定和表型分析等方法。这些分析方 法可以帮助确定重组事件是否发生以及重组产物的具体类型。
在同源重组过程中，DNA的末端需要被适 当处理以便进行同源配对。这通常涉及到 DNA末端的切割、修饰和连接等步骤。
链交换与DNA合成
链交换的引发
在同源重组中，链交换的引发通 常涉及到RecA蛋白介导的DNA末
端侵入同源双链DNA的过程。
DNA合成与延伸
一旦链交换被引发，DNA聚合酶 将利用侵入链作为模板，合成新的 DNA链。同时，原有的DNA链将 被逐渐置换出来。
未来发展趋势预测
高精度长读长测序技术
随着测序技术的不断发展，未来有望实现更高精度、更长读长的测序，为遗传重组和转座的研究 提供更加准确和全面的数据。
多组学整合分析
将遗传重组和转座的研究与基因组学、转录组学、蛋白质组学等多组学数据进行整合分析，以更 深入地揭示其分子机制和生物学意义。
分子生物学名词解释
1、名词：中心法则：首先由Crick于1958年提出，是遗传信息传递的一般规律，遗传信息可由DNA复制而遗传，由转录、翻译而产生功能产物，信息也可由反转录从RNA进入DNA。
Gene：产生功能性产物（RNA或者蛋白质）所必需的全部DNA序列。
重叠基因：两个或者更多基因使用同一DNA区段作为编码序列，这种形式的基因称为重叠基因。
断裂基因：基因的编码区被非编码序列分隔开来，编码区呈断裂状态，称为断裂基因。
基因重复：在同一个基因组内存在2个或者2个以上拷贝的同源基因序列。
Exon：外显子，DNA 与成熟RNA间的对应区域。
Intron：位于基因编码序列之间，与编码序列同时转录转录，但是在随后加工形成成熟RNA的过程中被去除的序列。
C值：是指真核生物细胞中,单倍细胞核(受精卵或二倍体体细胞中的一半量)里所拥有的DNA含量。
C值反常现象：指一个关于真核生物各物种的基因组大小差异的难题，也就是生物的C值（或基因组大小）并不与生物复杂程度相关的现象。
例如植物与原生动物，可能具有比人类更大的基因组。
Genome：基因组，特定生物体单倍体细胞中遗传物质的总和。
1、名词切刻（nick）：双链DNA的一条单链出现磷酸二酯键的断裂，称为切刻或者切口。
nick translation：切刻平移，是DNA聚合酶同时行使5’→3’聚合和5’→3’外切功能，导致双链DNA切刻超3’端移动的现象，可用于DNA的同位素标记。
Klenow 片段：也称为Klenow酶，是DNA聚合酶I经蛋白酶处理后形成的羧基端大片段，具备5’→3’聚合和3’→5’外切活性。
端粒：线性染色体的末端，由一段富含G的正向重复序列（共有序列为TxGy）与相应的端粒结合蛋白共同组成端粒酶：是一类核糖核蛋白体（ribonucleoprotein ，RNP），实质是自带RNA模板的反转录酶，其模板能与端粒DNA的3'凸出端配对，以端粒DNA的3'-OH 起始端粒DNA的延长。
分子生物学课件第五章 同源重组、位点特异性重组
The Holliday Model
* This model of recombination was first proposed by Robin Holliday in 1964 and re-established by David Dressler and Huntington Potter in 1976 who demonstrated that the proposed
Fig. 22.5 f-h
8. The nicks are sealed by DNA ligase, yielding a Holliday junction.
9. Branch migration occours, sponsored by RuvA and RuvB.
10. RuvC resolves the structure.
6. The invading strand basepaired with a homologous region, releasing SSB and RecA.
7. RecBCD nicks the loopingout strand. RecA and SSB helps strand exchange.
Roles
Generating new gene/allele combinations (crossing over during meiosis)
Generating new genes (e.g., IgG rearrangement)
Integration of a specific DNA element DNA repair
* The two molecules must share a region of homologous (i.e. nearly identical) DNA sequence - a minimum of 30-151 bp is required.
基因组重组和转座子活动
基因组重组和转座子活动作为生命的基本单元，细胞在生长发育、适应环境等过程中需要不断地调控基因表达。
而基因组重组和转座子活动作为基因表达中的一个重要过程，也在细胞发育和进化过程中发挥着重要作用。
一、基因组重组基因组重组是指在细胞分裂过程中，染色体上一段DNA序列与另一段DNA序列交换位置的现象。
这一过程可以发生在减数分裂过程中，也可以发生在有丝分裂过程中。
在减数分裂过程中，有趣的是，同源染色体之间的互换过程可以促进基因的多样性，对在进化过程中的适应性有重要作用。
同样，在有丝分裂过程中，由于在细胞周期的S期复制中，丝粘连复合物的结构可以导致同源染色体之间的交叉而重组，从而形成新的基因组序列。
基因组重组既重要又复杂，因此，它需要细胞中的一些特殊酶来协助完成，包括重组酶、拼接酶和核酸酶等。
二、转座子活动转座子是指在基因组中具有自主转移能力和引起基因组重组的DNA片段。
插入到一个基因区域可以革命性地改变基因的表达，所以转座子的活动可以起着丰富、多样化物种基因组的作用。
然而，由于转座子的位置特异性和非特异性种族特异性的现象时有喜见，转座子也可以带来某些负面效应，如遗传疾病和基因突变。
转座子可以通过不同的机制来使它们移动和影响基因组。
其中，一种被称为复制粘贴转移机制。
这种机制涉及在高危核酸中逆转录酶的作用下，从转座子中复制DNA片段，并插入到宿主的相同或不同部位。
另一种机制被称为切-粘式转移机制，其中转座子内部的酶可以切除DNA，然后插入到宿主某个区域的特定位点。
三、基因组重组和转座子活动协同作用基因组重组和转座子活动是不可分割的。
转座子的运动和基因组的重新组合是一个复杂的动态过程，对于各种生命现象都有很大的影响，包括不同物种之间的进化、种群的遗传多样性、染色体数目的变化、疾病的产生等。
例如，转座子可以插入到调控基因的区域，导致这些基因的表达被调节。
基因组重组可以导致整个基因和调控区域之间的距离发生变化，从而影响基因组的整体表达。
分子生物学名词解释
第2章转化：一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质而发生遗传性状改变的现象。
核酸（nucleic acid):是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子。
cAMP: ATP在酶的催化下，切去两个磷酸，剩下的一个磷酸又可以进一步和糖的第3位的羟基形成一个新的磷酸酯键，这样生成的化合物中，磷酸和同一个糖环的5和3位形成磷酸二酯键，出现一个环状，称为环腺苷酸（cAMP）。
DNA的一级结构：就是指核苷酸在DNA分子中的排列顺序。
因此测定DNA的碱基排列顺序是分子生物学的基本课题之一。
5’末端:多核苷酸链具有方向性，左侧末端的核苷酸，其糖基第五位碳不参与磷酸二酯键，称为5’末端，3’末端:链的另一端，在右侧其糖基第三位碳不参与磷酸二酯键，被称为3’末端。
DNA的甲基化：DNA的一级结构中，有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰，称为DNA的甲基化。
发针结构（hairpin）:当一条链上的一段序列与另一段序列互补且相离不远时，单链就会自动折叠回来，形成了局部的双链区，叫做茎（stem），茎的一端由不互补的序列形成一个环（loop），这种结构叫做发针结构（hairpin）DNA结构的动态性：当存在条件不同时，各不同构象之间还会发生相互转变，造成相应的功能变化，这种不同DNA结构形式相互转变的现象称为DNA结构的动态性。
DNA的三级结构：指双螺旋链的扭曲。
染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。
染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。
携带很多基因的分离单位。
只有在细胞分裂中才可见的形态单位。
染色质：由DNA和组蛋白组成的纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。
核小体(nucleosome)：染色质的基本结构亚基，由约200 bp的DNA和约等量的组蛋白所组成。
分子生物学-DNA重组
分子生物学-DNA重组(总分：567.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：22，分数：44.00)1.同源重组(homologous recombination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(依赖于大范围的DNA同源序列的联会，联会的部分不受限制，重组可发生在联会部分的任何位置上。
在重组过程中，两条染色体或2个DNA分子相互交换对等的部分。
)解析：2.一般重组(general recombination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(即非特异重组或同源重组。
)解析：3.位点特异性重组(site-specific recombination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(在能识别特定的核苷酸序列的重组酶作用下，DNA分子间的重组。
重组分子间不一定要求碱基配对，即使是碱基配对也只有少数几个碱基形成异源双链体。
这种重组最初是从x噬菌体基因组进入和离开宿主菌染色体的途径中发现的。
)解析：4.转座重组(transposition recombination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(重组发生在序列不相同的DNA分子间，在形成重组分子时往往依赖于DNA的复制而完成重组过程，而不依赖于DNA序列间的同源性。
分子生物学名词解释
分子生物学：从广义来讲，分子生物学是从分子水平阐明生命现象和生物学规律的一门新兴的边缘学科。
它主要对蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能以及遗传信息的传递过程进行研究。
从狭义来讲，分子生物学的范畴偏重于核酸（或基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，当然其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
DNA重组技术:DNA重组技术（又称基因工程）是将DNA片段或基因在体外经人工剪接后，按照人们的设计与克隆用载体定向连接起来，转入特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
信号转导:是指外部信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或其它细胞功能方面的应答过程。
转录因子:是指一群能与基因5′端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定强度在特定时间和空间表达的蛋白质分子。
基因组：指某种生物单倍体染色体中所含有基因的总数，也就是包含个体生长、发育等一切生命活动所需的全部遗传信息的整套核酸。
功能基因组：又称后基因组，是在基因组计划的基础上建立起来的，它主要研究基因及其所编码蛋白质的结构和功能，指导人们充分准确地利用这些基因的产物。
结构分子生物学:就是研究生物大分子特定空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。
生物信息学：是生物科学和信息科学重大交叉的前沿学科，它依靠计算机对所获得数据进行快速高效计算、统计分类以及生物大分子结构功能的预测。
染色体：是指存在于细胞核中的棒状可染色结构，由染色质构成。
染色质是由DNA、RNA和蛋白质形成的复合体。
染色体是一种动态结构，在细胞周期的不同阶段明显不同。
C-值（C-value）:一种生物单位体基因组DNA的总量。
C-值矛盾（C-value paradox）：基因组大小与机体的遗传复杂性缺乏相关性。
核心DNA（core DNA）：结合在核心颗粒而不被降解的DNA。
分子生物学基因重组
◆
DNA与其互补物在双链上快速配对反
应，产生异源双链连接
◆
，产生一个长的异
源双链DNA区带。
• SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
Haploid prokaryotes (单倍体生物原核同源重组）
Between the two homologous DNA duplex (where) • partially duplicated DNA of the chromosome • between chromosomal DNA and “foreign” DNA
How: Holliday model
1. Nicks made near Chi (GCTGGTGG/each 4 kb) sites by a nuclease with recBCD.
• 模型： ❖ 拷贝-选择：在DNA复制中，新生链延伸时转换为新的模
板。如DNA修复。 ❖ 断裂-重新连接：重组没有在复制中产生，DNA链在双链
间断裂、交换和重新连接。如减数分裂时染色体交换 ❖ 杂合模型：包括上面两种特征。
修复损伤DNA的同源重组
真核生物同源重组的断裂与重接模型
Darlingtong D. C.于1936年提出：减数分 裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于缠绕而 产生张力，两个染色单体在同一位置断裂、重节， 以消除张力，从而产生重组。 证据：姊妹染色单体的交换
分子生物学重要名词解释
1.Replicons（复制子）：以任意一段DNA序列为单位进行复制的这段DNA就称为一个复制子.一个复制子内仅有一个复制起始点。
2.Replication fork（复制叉）：指亲代两条链发生分离的位点.同时也是新生DNA合成的位点称为复制叉，一般情况下，两个复制又从复制起始点位开始进行双向复制直到在复制终点相遇。
所有的起始区域富含AT序列。
3.Nudear Matrix（核基质）:由不溶性蛋白质纤维构成的蛋白质支架在空间上支撑着DNA 复制.复制工厂被固定在核基质中，DNA可穿过其中。
4.Transposition（转座作用）：重组不依赖DNA的序列.使一段DNA序列从染色体的一个位置移动到另一个位置，甚至从一个染色体移动到另一个染色体。
5.Transposon（转座子）：是指存在于染色DNA上可自主复制和位移的基本单位6.Enhancer（增强子）：在启动子起始点的上游或下游数千个碱基处，能激活转录的序列元件称为增强子。
7.silencer（沉默子）：某些基因的页性调节元件，能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用.并最终抑制该基因的转录活性。
8.TBP（TATA-building protein){TATA结合蛋白}:是在含有TATA框的Ⅱ类(或Ⅲ类)启动子中的装配因子。
对所有聚合酶和启动子类型都能起作用，具有多功能性。
9.Attenuator（弱化子）:指原核生物的操纵子中明显衰减乃至停止转录作用的一段核苷酸序列.位于操纵子上游。
10.Prompter（启动子）：RNA聚合酶结合到待转录序列上游的特定起始位点，这些区域称为启动子。
DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域，通常位于基因的5’上游区域。
在多数情况下还包括促进转录起始的调节蛋白的结合点位。
11.Operon（操纵子）：是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位.与功能相关的基因相连，由同一控制区控制转录，这些基因包括结构基因，操纵子基因和启动调节基因等。
分子生物学名词解释
二1.Single-strand binding protein:Single-strand bindingprotein的中文名称是单链结合蛋白(SSB蛋白)，又称DNA结合蛋白，是一种在远低于解链温度时使双链DNA分开，并牢牢地结合在单链DNA上的蛋白。
SSB蛋白的作用是保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构，它以四聚体形式存在于复制叉处，待单链复制完成后才离开，重新进入循环。
SSB蛋白可以保持单链的存在，并没有解链的作用。
2.SNP:SNP 全称Single NucleotidePolymorphism，中文名称为单核苷酸的多态性，是指在基因组DNA 序列中由于单个核苷酸(A、T、C和G)的突变而引起的多态性。
单核苷酸多态性是基因组最简单最常见的多态性形式，具有很高的遗传稳定性，其核苷酸变化类型主要有两种:转换，即嘌呤与嘌呤、嘧啶与嘧啶之间的转化;颠换，即嘌呤与嘧啶之间的转化。
3.半保留复制:DNA的半保留复制是指在DNA复制过程中，双螺旋的DNA分子解螺旋后，分别作为模板，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下合成新的互补链，形成了两个DNA分子，与原来的DNA分子比较，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的一种DNA复制方式。
4.冈崎片段:冈崎片段是指在DNA半不连续复制中沿着后随链的模板链合成长度为1000~2000个碱基的短的DNA片段，能被连接形成一条完整的DNA链。
冈崎片段的长度在真核与原核生物中存在差别，真核生物的冈崎片段长度约为100~200核苷酸残基，而原核生物的冈崎片段长度约为1000~2000核苷酸残基。
5.拓扑异构酶(topoisomerase):拓扑异构酶是指通过切断DNA链中的磷酸二酯键然后重新缠绕和封口来改变两条链的环绕次数的酶在复制过程中，随着DNA的解旋，双螺旋的盘绕数T减少，而超螺旋数W增加，使正超螺旋增加，未解链部分的缠绕更加紧密，形成的压力使解链不能继续进行。
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组被包装到病毒颗粒内，离开宿主细胞再去感染新的细胞；类病毒
反转录转座子只能移位到一个新的DNA位点，不会离开宿主细胞
聚腺苷酸反转录转座子
不含终端反向重复序列；它的两端含有完全不同的序列 :
5‘UTR (untranslated region), 3’UTR (untranslated region) 和poly-A序列；
米控制因子的时间已有32年之久。
所有生物的基因组中均有转座子
转座子的特点
转座子是不必借助同源序列就可以移动的片断 ,即转座作用与供体
和受体的序列无关;
原核生物和真核生物都有转座子; 转座序列可沿染色体移动,甚至在不同染色体间跳跃(跳跃基因) 转座子对基因组而言是一个不稳定因素，它可导致宿主序列删除、
倒位或易位，并且其在基因组中成为“可移动的同源区”。位于 不同位点的两个拷贝转座子之间可以发生交互重组，从而造成基 因组不同形式的重排。
有些转座子与基因组的关系犹如寄生，它们的功能只是为了自身
的扩增与繁衍，因此被称为是自私的DNA。
转座子类型
有三类转座因子:
DNA转座子.
类病毒反转录转座子和反 转录病毒 .
5’-ATAGCCTGA-3’ 5’-ATAGCCTGA-3’ 3’-TATCGGACT5’ 3’-TATCGGACT5’ 并且带有重组酶（转座酶， transposases ；有时称整
合酶，integrases）识别序列。
靶重复序列（target site duplications ）是紧邻在转座
子两端的短的重复序列（2-20bp ），为正向排列；产Байду номын сангаас
生于重组过程。
最简单的细菌转座子——插入序列
产生于重组过程
靶重复序列的形成
转座子带有自身的转座酶的基因，除此之外也可能会携带 一些其它基因（编码的蛋白质可能调控转座或为转座子或 宿主细胞提供一些价值的功能）
转座作用的机制
按转座子转座过程是否发生复制，可分为：
真核生物中发生在减数分裂期
2. 位 点 特 异 性 重 组 (site-specific
recombination) 3. 转座重组：转座子 4. 模板选择（copy choice）
RNA病毒
重组
1. 同 源 重 组 (homologous
recombination ) 或 普 遍 性 重 组
λ噬菌体的整合
λ 噬菌体 DNA 编码的 λ 整合酶 (λintegrase,Int) 能指导噬
菌体DNA插入E.coli染色体DNA中。
λ 整合酶在 λ 噬菌体与宿主的两个特定位点之间催化重
组的进行，这两个特异重组位点称为附着位点(att)。
噬菌体的附着位点att P 长度240bp，以POP’表示；细
Holliday模型的疑问
Holliday 模型能够较好解释同源重组现象，但
也存在问题。
该模型认为进行重组的两个 DNA分子在开始时
需要在对应链相同位置上发生断裂。DNA分子 单链断裂是经常发生的事，但如何保证两个分
子能在同一位置发生断裂？
同源重组的 RecBCD途径
Chi位点(5’-GCTGGGTGG-3’)是
复制式转座 如 Tn3
非复制式转座 如 Tn10
类病毒反转录转座子/反转录病毒
带有反向终端重复序列.反向终端
重复序列嵌入在较长的正向排列的 重复序列(长末端重复序列, long
terminal repeats LTR)中；
带有靶位点重复序列；
类病毒反转录转座子编码两种移位所需的蛋白：转座酶和反转录酶。
非复制转座(nonreplicative transposition)：又称 为保留性转座 (conservative transposition) ，转
座子从原来位置上切除下来转入新的位置，其两
条链均被保留。
复制转座(replicative transposition)：则在形成靶 部位与转座子连接中间体后即进行复制。通过复 制使原来位置与新的靶部位各有一个转座子。
称为转座子(transposon )
转座中涉及的机制依赖于DNA 链的切割和重接，因此
与重组过程联系起来。
转座重组会破坏染色体上基因的排列顺序。
转座子的发现
20世纪40年代，美国遗传学家Barbara McClintock在研究玉米的
遗传因子时发现，某些基因活性受到一些能在不同染色体间转移 的控制因子（controlling element）所决定。这一发现与当时传
重组位点的特性
每个重组位点由一对对称排列的重组酶识别序列构成，
识别序列中间是一个短的不对称序列，称为交换区 （crossover region ），DNA 的断裂和重新连接就发 生在交换区。
λ噬菌体DNA的整合与切除
最早研究清楚的位点特异性重组是 λ噬菌体DNA在宿主染色
体上的整合与切除。
第二章 染色体与DNA
遗传物质的分子结构和性质
基因组和染色体
DNA的复制
DNA损伤与修复 重组和转座
没有遗传重组就没有进化
没有遗传重组就没有进化
重组
1. 同 源 重 组 (homologous
recombination ) 或 普 遍 性 重 组
（generalized recombination ）
（generalized recombination ）
真核生物中发生在减数分裂期
2. 位 点 特 异 性 重 组 (site-specific
recombination) 3. 转座重组：转座子 4. 模板选择（copy choice）
RNA病毒
同源重组
Holliday模型
分支端化 （branch migration）
统的遗传学观点相抵触，因而不被学术界所普遍接受。
60年代后期，美国青年细菌学家James Shapiro在大肠杆菌中发
现一种由插入序列所引起的多效突变，之后又在不同实验室发现 一系列可转移的抗药性转座子，才重新引起人们重视。
1983年McClintock被授予诺贝尔生理学与医学奖，距离她公布玉
λ噬菌体DNA进入宿主大肠杆菌细胞后存在溶源和裂解两条
途径，二者的最初过程是相同的，都要求早期基因的表达， 为溶源和裂解途径的歧化做好准备。
两种生活周期的选择取决于C I和Cro蛋白相互拮抗的结果。
C I蛋白抑制除自身外所有噬菌体基因的转录，如果C I蛋白 占优势，溶源状态就得到建立和维持。Cro蛋白抑制C I基因 的转录，它占优势噬菌体即进入繁殖周期，并导致宿主细 胞裂解。
聚腺苷酸反转录转座子,也 称非病毒反转录转座子
DNA转座子
DNA 转座子上携带作为重组位点的 DNA 序列，以及参 5’-CCCAGAC-3’ 5’ -GTCTGGG-3’
3’-GGGTCTG-5’ 3’-CAGACCC-5’ 与重组的蛋白质的基因（转座酶基因）。
转座子两端的重组位点以反向重复排列（25-几百bp），
两端也有短的靶重复序列（target site duplications）; 带有 2 个基因 ORF1 和 ORF2 ； ORF1 编码一个 RNA结合蛋
白； ORF2 编码的蛋白同时具有反转录酶和核酸内切酶作
用，在重组中起着关键作用。
有自主转座子（如 LINE ）和非自主转座子（如 Alu 因子）
菌相应的附着位点att B 只有23bp，以BOB’表示。二 者含有共同的核心序列15bp（O区）。
转座重组
有一种异常的重组类型，是一段DNA 序列插入到另一
段DNA 序列中，而不依赖于序列同源性。
这种使某些元件从一个位置向其他位置的移动方式是
转座(transposition)。这段可以发生转座的DNA元件，
特异性序列之间进行重组。
此过程往往发生在一个特定的短的（20-200bp）
DNA序列内（重组位点）。
噬菌体溶原途径的整合、抗体基因的重排等都
是位点特异性重组。
位点特异性重组与同源重组的区别
位点特异性重组 位点 酶、蛋白 断裂 同源短序列 专一的酶 特异位点 同源重组 同源大片段 RecA 随机
两种。
LINE：long interspersed element, 长散布因子
目前发现的主要的重组热点。
E.coli 平 均 每 5000bp 就 有 一 个 Chi 位点，含有大约 1000 个 Chi 位点，亦即每五个基因就有一个 Chi位点，这些Chi位点中很多在 细菌的接合和转导过程中作为重 组热点而刺激同源重组的发生。
位点特异性重组
位点特异性重组是在专一酶的作用下，在DNA