16 第十六章 DNA的生物合成和损伤修复(熊宇芳).ppt

三、DNA损伤修复具有重要的生物学意义 修复系统的存在保证了物种遗传的稳定性，对降低修复缺陷相关疾病的发病率有十分重要的意义。 第五节 DNA重组 DNA Recombination DNA重组的类型 同源重组 特异位点重组 转座重组 一、同源重组是最基本的DNA重组方式 同源重组(homologous recombination，HR) 是指发生在同源序列间的重组，它通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。又称基本重组(general recombination)。 同源重组不需要特异DNA序列，而是依赖两分子之间序列的相同或类似性。 以E.coli的同源重组为例，了解同源重组机制的Holliday模型： Holliday模型中，同源重组主要4个关键步骤 ①两个同源染色体DNA排列整齐 ②一个DNA的一条链断裂、并与另一个DNA对应的链连接，形成Holliday中间体 ③通过分支移动产生异源双链DNA ④Holliday中间体切开并修复，形成两个双链重组体DNA，分别为： 片段重组体(patch recombinant) 拼接重组体(splice recombinant) 片段重组体 （见模型图左边产物）： 切开的链与原来断裂的是同一条链，重组体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本DNA。 拼接重组体（见模型图右边产物）： 切开的链并非原来断裂的链，重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA。 内切酶 (recBCD) DNA侵扰 (recA) 分支迁移 (recA) 内切酶 (recBCD) DNA 连接酶 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 3′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 3′ 5′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ Holiday中间体 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ Holiday中间体 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 5′ 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 3′ 5′ 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 3′ 5′ 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 3′ 5′ 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 3′ 内切酶 (ruvC) 内切酶 (ruvC) DNA 连接酶 DNA 连接酶 片段重组体 拼接重组体 二、特异位点重组是特异位点间的遗传信息整合 由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称位点特异的重组(site specific recombination)。例如，λ噬菌体DNA的整合、细菌的特异位点重组、免疫球蛋白基因的重排以及转座重组等。 作用：某些基因表达的调节，发育过程中程序性DNA重排，以及有些病毒和质粒DNA复制循环过程中发生的整合与切除等。 （一）λ噬菌体DNA的整合 （二）细菌的特异位点重组 沙门氏菌H片段倒位决定鞭毛相转变 hix为反向重复序列，它们之间的H片段可在Hin控制下进行特异位点重组(倒位)。H片段上有两个启动子P，其一驱动hin基因表达，另一正向时驱动H2和rH1基因表达，反向(倒位)时H2和rH1不表达。rH1为H1的阻遏蛋白基因。 H2鞭毛素 阻遏蛋白 Hin重组酶 转位片段 hin H2 I H1 H1鞭毛素 hin H2 I DNA 启动序列 H1 启动序列 沙门氏菌H片段倒位决定鞭毛相转变 （三）免疫球蛋白基因的重排 免疫球蛋白(Ig)，由两条轻链(L链)和两条重链(H链)组成，分别由三个独立的基因族编码，其中两个编码轻链(?和?)，一个编码重链。 轻链的基因片段： 重链的基因片段： L V J C L V D J C 重链(IgH)基因的V-D-J重排和轻链(IgL)基因的V-J重排均发生在特异位点上。在V片段的下游，J片段的上游以及D片段的两侧均存在保守的重组信号序列(recombination signal sequence, RSS)。此重排的重组酶基因rag (recombination activating gene)共有两个，分别产生蛋白质RAG1和RAG2。 CACAGTG(12/23)ACAAAAACC GTGTCCAC TGTTT