基因結(jié)構(gòu)及其重組機(jī)理課件

1、第十二章 基因結(jié)構(gòu)及其重組機(jī)理目 錄第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能一、重組測(cè)驗(yàn)二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)三、斷裂基因與重疊基因四、基因功能第二節(jié) 同源重組一 、同源重組二、基因轉(zhuǎn)變?nèi)?、同源重組機(jī)理第三節(jié) 位點(diǎn)專(zhuān)一性重組一、噬菌體整合與切除二、專(zhuān)一性重組序列第四節(jié) 異常重組一、原核生物轉(zhuǎn)座子二、玉米轉(zhuǎn)座子 基因是功能、突變及交換的基本單位(Morgan ) ?；騼?nèi)結(jié)構(gòu)和功能否再細(xì)分？ 一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test )(一)、擬等位基因（pseudo allele）Wb + Wb + 杏 紅 + W Wb + 杏 紅Wb W Wb + 杏 紅 + + Wb + 紅 眼99.9%0.1 %Wb

2、+ Wb + 杏 紅 + W Y 白 眼Wb + + W 杏 紅 Wb + Y 杏 紅以往認(rèn)為果蠅紅.杏紅.粉紅.伊紅.牙白和白眼分別W+.Wa. Wb. Wc.Wd.W基因控制,是等位基因。但該雜交組合F2中99.9%為杏紅眼，但有0.1%例外,為紅眼。1、果蠅眼睛色澤雜交實(shí)驗(yàn)第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test )(一)、擬等位基因（pseudo allele）2、擬等位基因提出 F1全為杏紅,說(shuō)明Wb對(duì)W是顯性，是等位基因(基因不互補(bǔ)) 。 F2紅眼占0.1%，說(shuō)明Wb與W之間發(fā)生了基因交換，則它們不是等位基因。Wb與W不是等位也不是非等位基因，命名

3、為擬等位基因。Wb + Wb + 杏 紅 + W Wb + 杏 紅Wb W Wb + 杏 紅 + + Wb + 紅 眼99.9%0.1 %Wb + Wb + 杏 紅 + W Y 白 眼Wb + + W 杏 紅 Wb + Y 杏 紅第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test )(一)、擬等位基因（pseudo allele）3、擬等位基因及其遺傳效應(yīng)基因內(nèi)不同位點(diǎn)間有結(jié)構(gòu)或排列差異的基因稱擬等位基因基因內(nèi)片段排列方式差異能產(chǎn)生基因功能差異。如 圖1 wb與w順排時(shí)為紅眼；圖2 wb與w反排時(shí)為杏紅眼 順式排列(cis)：野生型基因排在同一染色體上； 反式排列(tr

4、ans)：顯隱性基因在同一染色體上。 + + Wb W 紅 眼trans + W Wb + 杏 紅cis第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(二)、重組測(cè)驗(yàn)（recombination test）一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test )1、雙重感染研究基因內(nèi)結(jié)構(gòu)差異 Benzer，T4phage r區(qū)，3000多個(gè)突變體. 是等位、非等位還是擬等位基因？發(fā)明了基因內(nèi)精細(xì)結(jié)構(gòu)及遺傳距離的研究方法雙重感染測(cè)驗(yàn)法。 突變體不能感染E.coli K株,但能感染E.coli B株.成對(duì)感染E.coli B株能產(chǎn)生野生型重組子，再感染K株能測(cè)定重組率大小，稱雙重感染(double fenction) 第

5、一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(二)、重組測(cè)驗(yàn)（recombination test）一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test ) 2、重組測(cè)驗(yàn)原理成對(duì)的突變體在B株能成活,交換重組的野生型也能成活，即能獲得親、新型總配子數(shù)。 B株中交換重組的野生型，能在K株獲得數(shù)目重組率=( K株菌斑數(shù)2) / (B株菌斑數(shù)) 100E.coli K株r104 + + r47 或E.coli B株r104 + + r47 或r104 + + r47E.coli K株E.coli B株第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(二)、重組測(cè)驗(yàn)（recombination test）一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination t

6、est ) 3、重組測(cè)驗(yàn)舉例第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能 r47.r106成對(duì)感染B株后，取懸濁液感染K，結(jié)果見(jiàn)圖1。Rf(r47- r106 )= (238)/2621=2.9% r47.r102成對(duì)感染B株后，取懸濁液感染K，結(jié)果見(jiàn)圖2。 Rf(r47 -r102 )= 246/1586 =5.8% B株2621個(gè)菌斑K株中38個(gè)菌斑B株1586個(gè)菌斑K株中46個(gè)菌斑4、 r區(qū)突變體測(cè)定結(jié)果(二)、重組測(cè)驗(yàn)（recombination test）一、重組測(cè)驗(yàn)( recombination test ) Benzer用該方法測(cè)定了T4phage r區(qū)有3000多個(gè)突變體，定位了3000多個(gè)基因。第

7、一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）(一)、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)研究基因內(nèi)基因的功能差異 在不允許基因交換的背景下(如r區(qū)突變體成對(duì)到K株)測(cè)定突變體間能否產(chǎn)生野生型.產(chǎn)生野生型說(shuō)明該對(duì)突變體遺傳功能互補(bǔ)，不產(chǎn)生野生型說(shuō)明該對(duì)突變體遺傳功能不互補(bǔ),稱互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)。E.coli K株r104 + + r47r104與r47成對(duì)感染K,無(wú)菌斑.遺傳功能不互補(bǔ)E.coli K株r102 + + r47r102與r47成對(duì)感染K,有菌斑.遺傳功能互補(bǔ)第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）(二) r區(qū)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)結(jié)果第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能 Be

8、nzer用該方法，將r區(qū)3000多個(gè)突變位點(diǎn)(突變體)共分為A、B二個(gè)基因功能單位(基因功能差異)，r47-r106為A基因， r51-r102為B基因。A基因內(nèi)有1000多個(gè)小基因是同一個(gè)基因功能單位,B基因也是如此二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）(三)、順?lè)醋樱╟istron）1、同一遺傳功能內(nèi)的小基因間有順?lè)次恢眯?yīng) r47 與r104同為A基因功能區(qū)內(nèi)的小基因,反排基因功能不互補(bǔ),K株中無(wú)菌斑，但成對(duì)感染B株后,基因呈順排,K株中有菌斑。從而可見(jiàn):同一遺傳功能內(nèi)的小基因間順?lè)词脚帕械慕Y(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致基因功能差異。r104 + + r47E.coli B株E.coli

9、 K株+ + r104 r47r104 + + r47E.coli K株等位基因內(nèi)基因有順?lè)次恢眯?yīng)第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）(三)、順?lè)醋樱╟istron）2、不同遺傳功能的小基因間沒(méi)有順?lè)次恢眯?yīng) r47 與r102為A、B基因功能區(qū)間的小基因,感染B株后，順排時(shí)有菌斑，功能互補(bǔ)；直接感染K株反排時(shí),有菌斑功能也互補(bǔ)。從而可見(jiàn)，不同遺傳功能的小基因間沒(méi)有順?lè)次恢眯?yīng)。r102 + + r47E.coli B株E.coli K株+ + r104 r47r104 + + r47E.coli K株非等位基因間沒(méi)有順?lè)次恢眯?yīng)第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功

10、能二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）(三)、順?lè)醋樱╟istron）3、順?lè)醋佣x 順?lè)磁帕薪Y(jié)構(gòu)差異能產(chǎn)生遺傳功能差異區(qū)間，稱為順?lè)醋印?順?lè)磁帕心墚a(chǎn)生不同遺傳功能的區(qū)間為同一個(gè)順?lè)醋樱缤贏基因內(nèi)的2個(gè)突變基因。 順?lè)磁帕袥](méi)有遺傳功差異的區(qū)間為不同的順?lè)醋?，如分別在A、B基因間的2個(gè)突變基因。 一個(gè)順?lè)醋泳褪且粋€(gè)基因，是基因的同義詞。2個(gè)突變基因在A基因內(nèi)2個(gè)突變基因在AB基因間第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(四)、突變子與重組子（muton and recon）二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）1、突變子 產(chǎn)生非野生型突變的區(qū)間稱突變子，突變最小單位

11、r區(qū)A基因內(nèi)有r47、r104、r101 r1061000多個(gè)突變體，1000多個(gè)突變位點(diǎn)位于一個(gè)A基因內(nèi)，每個(gè)突變位點(diǎn)為一個(gè)muton。是突變的最小單位。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(四)、突變子與重組子（muton and recon）二、互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementation test）2、重組子 能交換產(chǎn)生野生型的區(qū)間稱交換子，交換最小單位 rA基因內(nèi)r47與r104、r101、r106之間能交換產(chǎn)生野生型，A基因內(nèi)每個(gè)交換重組的區(qū)間就是一個(gè)recon。是交換的最小單位。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能三、斷裂基因與重疊基因（ split and over lapping gene）(一)、外顯子與

12、內(nèi)含子(extron and intron) 1、斷裂基因 結(jié)構(gòu)基因內(nèi)的間隔序列。 Chambon(法),1977年,首次發(fā)現(xiàn)猴病毒 SV40DNA間隔序列，打破了結(jié)構(gòu)基因?yàn)檫B續(xù)DNA片段的觀念，是真核生物普遍現(xiàn)象。如兔血清蛋白4與3間斷裂。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能三、斷裂基因與重疊基因(一)、外顯子與內(nèi)含子(extron and intron) 2、內(nèi)含子(intron) DNA上不能與mRNA配對(duì)的區(qū)間稱內(nèi)含子。 雞輸卵管卵清蛋白mRNA與其DNA分子雜交，mRNA比DNA短許多，沒(méi)有配對(duì)部分就向外拱呈7個(gè)環(huán)狀，稱7個(gè)內(nèi)含子。3、外顯子(extron) DNA上與mRNA能配對(duì)的區(qū)段。即沒(méi)有

13、拱起來(lái)的區(qū)段，稱外顯子，是結(jié)構(gòu)基因表達(dá)模板。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能(二)、重疊基因（over lapping gene）三、斷裂基因與重疊基因1.概念 多個(gè)基因共用同一段DNA序列phageX174核苷酸：5258個(gè)gene ： 9個(gè) 氨基酸：2000個(gè) 欠614個(gè)核苷酸是B被包含在A基因內(nèi),E基因被包含在 D基因內(nèi)出現(xiàn)基因重疊。2. Sanger發(fā)現(xiàn)了重疊基因(1978)第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能四、一個(gè)基因一種酶Beadle，脈孢菌，1941，精氨酸合成前體 鳥(niǎo)氨酸 瓜氨酸 精氨酸鳥(niǎo)氨酸精氨甲酰酶精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸裂解酶突變品系 基本 需要添加的酶 培養(yǎng)基 鳥(niǎo)氨酸 瓜氨酸 精氨酸精氨酸

14、突變arg 瓜氨酸突變cit 鳥(niǎo)氨酸突變 orn 鳥(niǎo)氨酸基因突變后需添加3種酶, 瓜氨酸基因突變后需添加2種酶，精氨酸突變僅添加1種酶。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能1、Mendel基因：顆粒因子互不粘染，彼此獨(dú)立；2、Morgan基因：交換、突變、功能的最小單位；3、Beadle基因：通過(guò)蛋白質(zhì)控制性狀表達(dá)；4、Benzer順?lè)醋樱哼z傳功能最小單位；交換子：基因交換最小單位；突變子：基因突變最小單位。5、Waston、Crick基因：DNA片斷、特定堿基序列。五、基因概念及其發(fā)展第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能五、基因概念及其發(fā)展6、Jacob基因：操縱調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)，有調(diào)控、啟動(dòng)、操縱基因和結(jié)構(gòu)基因的系統(tǒng)。7

15、、Chambon基因：內(nèi)含子使結(jié)構(gòu)基因斷裂。8、Meclintodk基因：能從某染色體或位點(diǎn)轉(zhuǎn)到另一條染色體或位點(diǎn)上，稱轉(zhuǎn)座基因。9、Berg基因：供體基因能與載體基因組拼接，受體中表達(dá)DNA片段。10、基因組基因：基因組內(nèi)表現(xiàn)出功能、結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系的DNA片段。第一節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與功能第二節(jié) 同源重組一、同源重組(homologous recombination)特點(diǎn)1、需要依賴蛋白質(zhì)參與(RecA、RecBC蛋白)；2、同源序列重組，特異性不強(qiáng)；有重組熱點(diǎn)；3、真核生物染色質(zhì)的狀態(tài)會(huì)影響重組頻率。(一)同源重組概念及其特點(diǎn) 依賴DNA同源序列聯(lián)會(huì)，對(duì)等交換的重組。RecA、RecB RecC

16、 蛋白一、同源重組(homologous recombination)(二)斷裂愈合模型 (breakage joining model) 1937，Darlington，細(xì)胞染色體水平揭示機(jī)理 同源染色體聯(lián)會(huì)引力與姊妹染色單體斥力維持聯(lián)會(huì)平衡。但非姊妹染色單體間纏繞產(chǎn)生的張力只能靠單體斷裂消除，從而斷裂愈合產(chǎn)生重組。重氮標(biāo)記DNA后剃度離心能產(chǎn)生眾多重量不等的DNA片段。-DNA 斷裂重接標(biāo)記實(shí)驗(yàn)非姊妹染色單體的交換第二節(jié) 同源重組 該模型能解釋大量正常分離重組的原因，但不能揭示生物發(fā)生異常分離重組分離和細(xì)菌環(huán)狀染色體重組的機(jī)理。二、基因轉(zhuǎn)變(gene conversion) 糞殼菌 194

17、0 Olive等人 野生型g+黑色突變型g-灰色g+g-F120萬(wàn)個(gè)子囊中5:3分離的有100個(gè);3:1:1:3的有36個(gè),異常分離的共有236個(gè)。正常分離199764/200000 6:2異常分離100/200000+gggg+gg+gg+gg+ggg+g+ggg+gg+gg5:3異常分離100/200000 3:1:1:3異常分離36/200000(一)異常分離(abnormal segregations)實(shí)驗(yàn)第二節(jié) 同源重組二、基因轉(zhuǎn)變(gene conversion) (二)基因轉(zhuǎn)變概念及原因 第二節(jié) 同源重組1.概念 單方為對(duì)方提供DNA片斷，使對(duì)方轉(zhuǎn)變成另一等位基因形式，稱為基因轉(zhuǎn)

18、變g+單體為g單體提供片段的基因轉(zhuǎn)變，呈6:2分離僅g+半單體為g單體提供片段的基因轉(zhuǎn)變,呈5:3分離二、基因轉(zhuǎn)變(gene conversion) (二)基因轉(zhuǎn)變概念及時(shí)期 2.時(shí)期 第二節(jié) 同源重組 基因轉(zhuǎn)變發(fā)生在減數(shù)后的有絲分裂過(guò)程中。因該時(shí)期發(fā)生染色單體片段轉(zhuǎn)變稱減數(shù)后分離(postmeiotic segreation)。 24年后Holliday解釋了基因轉(zhuǎn)變的原因。(一)Holliday模型 1964 1.內(nèi)切酶切斷酯鍵形成斷口 2.連接酶形成cross-bridge3.交聯(lián)橋遷移產(chǎn)生G/A,C/T 4. 十字構(gòu)型，并異構(gòu)5.兩方式切割一半完整，一半雜合雙鏈，雜種DNA分子6.雜合

19、雙鏈G/A、T/C堿基對(duì)不匹配7.修補(bǔ)復(fù)制時(shí)，多方式校正產(chǎn)生異常分離三、同源重組機(jī)理第二節(jié) 同源重組(二) Holliday模型與異常分離不匹配 G/A異源雙連GCGACTAT 雜種分子均不校正 產(chǎn)生3：1：1：3異常分離一雜種分子校正到 + 產(chǎn)生 5：3異常分離G +C +G +C +C +T gA gT gG +C +G +A gC +T gA gT g雜種分子均正確校正 產(chǎn)生4：4正常分離雜種分子均校正為+ 產(chǎn)生 6：2異常分離G +C +G +C +A gT gA gT gG +C +G +C +C +G +A gT g 雜合雙鏈區(qū)不同校正方式產(chǎn)生不同分離比。全親型校正 4：4分離全不

20、校正 3:1:1:3分離全野生型校正 6：2分離半野生型校正 5：3分離三、同源重組機(jī)理第二節(jié) 同源重組 Holliday認(rèn)為環(huán)狀DNA分子旋轉(zhuǎn)形成“8”字型結(jié)構(gòu)3種切割產(chǎn)生3種結(jié)果2.4切開(kāi)形成雙親本環(huán)1.3切開(kāi)產(chǎn)生重組1.2切開(kāi)產(chǎn)生重組，且滾環(huán)結(jié)構(gòu)呈 “” 結(jié)構(gòu)Chi structur三、同源重組機(jī)理(三) Holliday模型與環(huán)狀DNA重組第二節(jié) 同源重組GCGACTAT第3個(gè)分子校正為+ 產(chǎn)生3：1：2：2分離雜合雙鏈中第2個(gè)分子校正到+的表型為三型子囊；第3個(gè)分子校正到+的表型為四型子囊G +C +G +A gC +G +A gT g第2個(gè)分子校正為+ 產(chǎn)生5：3分離第2個(gè) 分子校

21、正為g產(chǎn)生 2:2:1：3分離G +C +G +C +C +T gA gT gG +C +T gA gC +T gA gT g雜合雙鏈中第2個(gè)分子校正到+出現(xiàn)三型子子囊與第3個(gè)分子校正到+出現(xiàn)四型子囊的數(shù)目理論上等數(shù)，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不等。雜合雙鏈中同一分子校正到 +或-產(chǎn)生三、四型子囊應(yīng)該等數(shù)，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不等。三、四型分別為24-35%、2-3%(四) Holliday模型的矛盾三、同源重組機(jī)理第二節(jié) 同源重組(五) Meselson-Radding模型 1975三、同源重組機(jī)理第二節(jié) 同源重組 11年后Holliday模型矛盾解決切斷骨架：產(chǎn)生單鏈切口鏈置換：3 延伸擠出老鏈單鏈入侵：老鏈與上單

22、體鏈聯(lián)會(huì)，出現(xiàn)G/A單鏈泡，得三型子囊泡切除：延伸后切除單鏈泡，獲得三型子囊吸收碎片鏈同化，獲得三型子囊異構(gòu)，AT與GA扭曲得四型子囊分支遷移，仍然產(chǎn)生四型子囊 1-7步過(guò)程中都有可能中斷。所以，三型早而多，四型遲而少。形成三型子囊四型子囊1-3，2-4扭曲GCGCATATATGCGAATGAGCATAT1235467(六)極化子與負(fù)干涉三、同源重組機(jī)理1.極化子(polaron) 基因轉(zhuǎn)變頻率從切點(diǎn)端開(kāi)始向遠(yuǎn)端遞減的現(xiàn)象稱為極化；該基因轉(zhuǎn)變頻率遞減的區(qū)間稱為極化子。2.負(fù)干涉(negative terference) 相臨很近的基因受極化影響，雙交換實(shí)際頻率比理論頻率還高的現(xiàn)象，稱為負(fù)干涉。

23、Chistructur基因轉(zhuǎn)變頻率遞減區(qū)間第二節(jié) 同源重組四、細(xì)菌同源重組機(jī)理(一)轉(zhuǎn)化與接合重組機(jī)制 轉(zhuǎn)化：DNA片段與細(xì)菌DNA之間聯(lián)會(huì)、斷裂、遷移、錯(cuò)接產(chǎn)生重組。切除外源DNA無(wú)重組，切除受體DNA有重組 接合：授供體細(xì)菌DNA之間聯(lián)會(huì)、斷裂、遷移、錯(cuò)接，產(chǎn)生重組。需要RecA和RecBC參與(二) 轉(zhuǎn)導(dǎo)重組機(jī)制 細(xì)菌與DNA之間聯(lián)會(huì)、斷裂、遷移、錯(cuò)接，產(chǎn)生重組。第二節(jié) 同源重組第三節(jié) 位點(diǎn)專(zhuān)一性重組一、位點(diǎn)專(zhuān)一性重組(site specific recombination)(二)特點(diǎn)1、依賴位點(diǎn)專(zhuān)一性蛋白質(zhì)因子2、特定整合位點(diǎn)，需有15 bp以上同源序列3、精確斷裂、連接，發(fā)生不對(duì)等交

24、換(一)概念 依賴位點(diǎn)專(zhuān)一性蛋白在小范圍同源序列中不對(duì)等交換重組。bio基因gal 基因-DNA特定附著位點(diǎn)attPEcoli特定附著位點(diǎn)attB第三節(jié) 位點(diǎn)專(zhuān)一性重組二、噬菌體整合與切除(一)-DNA對(duì)E.coli的整合POP + BOB BOP-POB P表示噬菌體附著位點(diǎn)O表示同源核心序列B表示細(xì)菌附著位點(diǎn)需整合酶(Int,拓?fù)洚悩?gòu)酶)需整合宿主因子(IHF)(二) -DNA從E.coli的切離BOP-POB POP + BOB需要整合酶(Int)需整合宿主因子(IHF)需切除酶(Xis)參與E.Coli特定附著位點(diǎn)attP，在bio與 gal基因之間， Int各斷開(kāi)1單鏈，旋轉(zhuǎn)，交換，

25、連接，形成Holliday，另兩條單鏈間同樣重組E.Coli的attB有BOB 3個(gè)序列-DNA的attP有POP3個(gè)序列P附著位點(diǎn)(attP)attachment site P第三節(jié) 位點(diǎn)專(zhuān)一性重組二、噬菌體的整合和切除(三)核心序列結(jié)構(gòu)與識(shí)別1.-DNAPOP 240bp核心序列O：15bp，富含A-T，非對(duì)稱序列左序列P：160bp,-1600右序列P： 80bp，0802. E.Coli的BOB 23bp左序列B：-11 0右序列B：0 11核心序列O同O3. POP與BOB相互識(shí)別(attP)核心序列與B(attB)相互識(shí)別第四節(jié) 異常重組一、異常重組(illegitimate re

26、combination)(一)概念 依賴DNA復(fù)制完成重組，不依賴序列同源(二)特點(diǎn)1、依賴轉(zhuǎn)座區(qū)域DNA復(fù)制完成重組2、需要轉(zhuǎn)座酶3、不依賴序列同源DS基因從中間位置轉(zhuǎn)到C基因內(nèi)第四節(jié) 異常重組二、原核生物轉(zhuǎn)座子(一)插入序列(IS，inserted sequence)1.插入序列 攜有轉(zhuǎn)座酶基因、兩端有反向重復(fù)序列的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座因子稱插入序列。eg. E.coli中的IS1IS11。能高頻轉(zhuǎn)座。.插入序列突變的特點(diǎn)突變體單鏈有頸環(huán)結(jié)構(gòu)，即反向重復(fù)序列；突變體DNA比野生型密度梯度大，增加了一段DNA；不能核酸置換回復(fù),非點(diǎn)突變可自然回復(fù)，不是缺失第四節(jié) 異常重組二、原核生物轉(zhuǎn)座子(二) 轉(zhuǎn)座子

27、(Tn, transposon) 攜有轉(zhuǎn)座酶、抗性或其它基因，兩端有反向重復(fù)序列(IS)的細(xì)菌,能高頻轉(zhuǎn)座。如YeastTn1Tn9。Tn3：攜有tnpA、tnpR 、ampR基因，兩端有38bpIRTn9：攜有camR(氯霉素抗性)基因，末端有23bpIRTn9第四節(jié) 異常重組二、原核生物轉(zhuǎn)座子(三)轉(zhuǎn)座噬菌體( mutator phage) 攜有tnpA、tnpB基因，末端有E.coli DNA反向重復(fù)序列的噬菌體。能高頻轉(zhuǎn)座。如res轉(zhuǎn)座噬菌體。轉(zhuǎn)座噬菌體第四節(jié) 異常重組二、原核生物轉(zhuǎn)座子(四)轉(zhuǎn)座機(jī)制Sharpiro 1979.識(shí)別切單口 轉(zhuǎn)座酶識(shí)別靶序列，切開(kāi)單鏈形成粘性末端.供授體

28、連接供、受體形成共聯(lián)體，留下缺口.轉(zhuǎn)座序列復(fù)制聚合酶補(bǔ)齊缺口，連接成完整的共聯(lián)體，有重復(fù)序列.斷裂重組，完成轉(zhuǎn)座重組，共聯(lián)體分離。留下原轉(zhuǎn)座子；靶序列上插入轉(zhuǎn)座子，兩端有同向重復(fù)序列轉(zhuǎn)座酶識(shí)別靶序列切開(kāi)單鏈形成粘性末端供受體形成共聯(lián)體轉(zhuǎn)座序列復(fù)制斷裂重組共聯(lián)體分離第四節(jié) 異常重組三、真核生物轉(zhuǎn)座子(一)玉米轉(zhuǎn)座子1、轉(zhuǎn)座子的提出 1951，McClintock，首創(chuàng)跳躍基因(jumping gene)和玉米胚乳色澤基因轉(zhuǎn)座(Transposition)新概念。玉米胚乳色澤(無(wú).有.斑色) 原認(rèn)為是9號(hào)染色體上抑制基因I對(duì)胚乳色素基因C的抑制作用。但McClintock研究證明：是轉(zhuǎn)座基因作用的

29、結(jié)果。第四節(jié) 異常重組三、真核生物轉(zhuǎn)座因子 玉米胚乳色澤受基礎(chǔ)色澤基因C、激活因子(activator,AC)和解離因子(dissocator,DS)三個(gè)基因控制，不在同一染色體上。 AC產(chǎn)生活性物激活DS，跳入C時(shí)胚乳無(wú)色，跳開(kāi)C時(shí)胚乳有色，頻繁地跳入跳出胚乳呈花斑。 AC丟失后，DS不再跳躍胚乳呈無(wú)色或有色；增加AC，DS跳躍頻率增加，胚乳色澤斑點(diǎn)由大變小。2、DS-AC轉(zhuǎn)座系統(tǒng)(一)玉米轉(zhuǎn)座子第四節(jié) 異常重組三、真核生物轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座子包括2個(gè)部分：AC+DSAC結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定：4.5kbDS轉(zhuǎn)座酶結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。已發(fā)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)： 4000bp正常149bp缺失2522bp缺失405bp缺失3、

30、DS-AC轉(zhuǎn)座序列的特點(diǎn)(一)玉米轉(zhuǎn)座子第12章 基因結(jié)構(gòu)及其重組機(jī)理一、作業(yè)：P下186 19 二、復(fù)習(xí)題（一）名詞注釋1.pseudo allele 6.jumping gene2.recombination test plementation test 8.muton4.over lapping gene 9.recon 5.intron 10.extron（二）填空1、人類(lèi)的苯丙酮尿癥(PKU)是苯丙氨酸A酪氨酸BCO2+H2O生化反應(yīng)中A階段酶的失活所致，而尿黑酸癥(AKU)是B階段酶的失活所致，一個(gè)PKU患者和一個(gè)AKU患者結(jié)婚，他們的孩子表型是（ ），基因是（ ）。2、基因內(nèi)不同

31、位點(diǎn)間有結(jié)構(gòu)差異的基因稱為擬等位基因，基因內(nèi)不同的基因排列方式稱為（ ）差異，順?lè)次恢眯?yīng)稱為（ ）差異。3、T4phage突變體成對(duì)感染E.coli B株后代再感染K株測(cè)定重組率的方法稱為（ ），它是基因內(nèi)精細(xì)結(jié)構(gòu)及遺傳距離的研究方法，通常稱為（ ）。4、在不允許基因交換的背景下，用成對(duì)的突變體混合接種測(cè)定成對(duì)基因否遺傳功能互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)方法稱為（ ），成對(duì)的突變體在該遺傳背景下能產(chǎn)生野生型說(shuō)明它們（ ）5、反式排列遺傳功能不能互補(bǔ)的基因稱（ ），遺傳功能能夠互補(bǔ)的基因稱為（ ）6、多個(gè)基因共有同一個(gè)DNA序列的基因稱為（ ）基因，結(jié)構(gòu)基因內(nèi)的間隔序列稱為（ ）基因。7、DNA上能與mRNA相應(yīng)

32、配對(duì)的區(qū)段稱為（ ），不能與mRNA相應(yīng)配對(duì)的區(qū)段稱為（ ）。1.homologous recombination 7.inserted sequence2.breakage joining model 8.transposon3.gene conversion 9.mutator phage4.abnormal segregations 10.Transposition 5.site specific recombination6.illegitimate recombination（三）選擇填空1、兩個(gè)白化人結(jié)婚生育了一個(gè)正常的孩子，最大可能的原因是（ ）。a、胚系突變； b、雙親不同突變位點(diǎn)互補(bǔ)； c、基因交換重組； d、基因轉(zhuǎn)座重組2、r47 與r104成對(duì)感染B株后再感染K株產(chǎn)生野生型，而直接感染K株不產(chǎn)生野生型，這是因?yàn)閞47 與r104（ ）。a、遺傳功能不互補(bǔ)； b、它們