同源重组的分子机制_ppt课件

哈工大-遗传学
第六章 同源重组的分子机制
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哈工大-遗传学
第六章 同源重组的分子机制
哈工大-遗传学
第六章 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； 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；
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； Meselson-Radding模型 1975年Meselson Radding提出；
(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；
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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第六章 同源重组的分子机制
源自文库 二、Holliday模型
依据：基因转变
证据：细菌重组chi结构
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第六章 同源重组的分子机制
第六章 同源重组的分子机制
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第六章 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；
染色单体转变粪生粪壳菌(Olive): 半染色单体转变 g+ × g -
+
+
+ + + -
+
+
+ + ? -
+
+
+ ? ? -
+
+
+
+
+
-
+
+ -
+
-
+
-
6:2 (或 2:6)
120/200000
5:3 (或 3:5)
100/200000
3:1:1:3
16/200000
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%； 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；
同源重组的分 子机制
上一课重点内容回顾
着丝粒作图原理与方法 顺序四分子遗传分析 四分子分析 非顺序四分子遗传分析 两个基因作图原理与方法
相关概念：四分子、顺序四分子、第一次分裂分离(MI模式)、 第二次分裂分离(MII模式)、子囊型(PD、NPD和T)
第六章 同源重组的分子机制
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第六章 同源重组的分子机制
哈工大-遗传学 第六章 同源重组的分子机制
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第六章 同源重组的分子机制
左右切 异源双链区 D/d
A A a
a
G A
C T D/d
B
B b b
上下切 异源双链区 D/d
A A a
a
G A
T C D/d
b
b B B
A A a a
G
B
A
G
b
A
C T
B
b b
A
a a
A
T C
b
B B
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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；
哈工大-遗传学 同源重组的分子机制
解释同源重组分子机制的模型：
③
+ + + + pdx + pdxp + +
④
pdx + + pdx + pdxp + +
+ + + pdx
pdxp pdx + pdxp + pdx + +
?
+
pdxp pdx
第六章 同源重组的分子机制
+ +
+ + -
+ +
+ + + -
- + - + - + - + 基因转变 - +(gene conversion) - - ：一个基因转变为它的等位基 + + + + + + 因的遗传学现象（源于基因内重组）。 + + + + + + + + + + + + -
(一)、过程
1. 同源的非姐妹染色单体联会;
1 6
2 2. DNA内切酶在非姐妹染色单 无论 Holliday 结构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 3 方向相同的一条单链； 记的重组，它们都含有一个异源双链区。
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 双链DNA(Holliday结构)
哈工大-遗传学 同源重组的分子机制
1
2 .
断 裂 重 接 模 型
3 . 1 ．
4 . 2 .
模 板 选 择 复 制 模 型
3 .
4 .
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图 2 3 -3 断 裂 重 接 模 型 和 模 板 选 择 复 制 模 型 的 比 较
第四章 同源重组的分子机制
断裂重接模型和模板选择复制模型存在的问题
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第六章 同源重组的分子机制
(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
子囊 孢子对
①
1 2 3 4
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②
4 5 7
6. 绕交联桥旋转1800，形成 Holliday异构体；
7. 切开与重接： 左右切，形成非重组体 上下切，形成重组体。
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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第六章 同源重组的分子机制
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 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。