第十一章基因結(jié)構(gòu)和重組

一、一基因一酶學(xué)說1941Beadle&Tatum

提出：“onegeneoneenzyme”hypothesis目前一頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)

SupplementsMutantstrainNothingOrnithineCitrullineArginino-ArginineGrowthresponseifnutrientisaddedtominimalmedium

succinate

WildtypeArg++++++Arg-E--++++Arg-F--

-+++Arg-G----++Arg-H-----+

Neurosporacrassa粗糙鏈孢霉鳥氨酸瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸目前二頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)乙酰鳥氨酸酶乙酰鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲?；妇彼徵晁岷铣擅妇彼徵晁崃呀饷妇彼徵晁峋彼崽於彼岚奔柞Ａ姿酦eurosporacrassa目前三頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)乙酰醋酸尿黑酸氧化酶尿黑酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸氧化酶酪氨酸苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶苯丙氨酸羥化酶苯丙酮酸黑色素3,4二羥苯丙氨酸延胡索酰乙酰乙酸延胡酸乙酰乙酸目前四頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶轉(zhuǎn)氨酶對(duì)羥甲基苯丙酮酸氧化酶acid尿黑酸氧化酶酪氨酸對(duì)羥甲基苯丙酮酸尿黑酸乙酰醋酸苯丙酮酸黑色素呆小癥甲狀腺酪氨酸代謝紊亂尿黑酸癥目前五頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)腦損害白內(nèi)障黃疸肝臟腫大腎損害目前六頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)半乳糖激酶1—磷酸半乳糖尿苷二磷酸葡萄糖葡萄糖—1—磷酸尿苷轉(zhuǎn)移酶尿苷二磷酸半乳糖差向異構(gòu)酶

目前七頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)onegene–onepolypeptidetheory目前八頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)GeneStructure

generecombinationand目前九頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)cis-transtestandcistron目前十頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)Aspergillusnidulans曲霉菌heterokaryon異核體diploidconidia二倍體分生孢子ad16++ad8ad16++ad8ad16++++ad16ad8ad8++++ad16ad16ad8ad8突變型野生型野生型突變型目前十一頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)ad16+ad16+++ad8ad8transciscis-transeffectcistron有缺陷有缺陷有缺陷正常野生型突變型目前十二頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)complementationtest目前十三頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)

BK()

+-++rIIrII+T4T4突變型rII+在不同菌株上的噬菌斑(大而清晰)(小而模糊)(小而模糊)(E.coli)重組測(cè)驗(yàn)：r47+×+r104；B，總數(shù)；K()，重組子目前十四頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)BenzerrII:rIIAandrIIB(twocistrons)互補(bǔ)m1m2++m1+

+m2

m1m2++m1++m2順式反式順式反式同一順反子不同順反子野生型突變型野生型野生型__無互補(bǔ)互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)可確定有同一表型效應(yīng)的兩個(gè)突變型是等位的還是非等位的。目前十五頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)(一)重組機(jī)制

1、交叉理論（chiasmatatypehypothesis）1909年Janssens并提出了交叉型理論2、斷裂愈合模型1937年Darlington提出3、模板選擇學(xué)說（copychoice）BellingJ.首先提出的，1933年他又撤回了這一假設(shè)。4、1948年Hershey提出模板選擇學(xué)說目前十六頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十七頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)斷裂重接模型和模板選擇復(fù)制模型的否定斷裂重接模型不能解釋基因轉(zhuǎn)變和極化子現(xiàn)象模板選擇復(fù)制模型存在的問題：(1)違背了半保留復(fù)制；(2)DNA復(fù)制應(yīng)在S期，重組應(yīng)在M期，不應(yīng)同時(shí)發(fā)生。(3)不能解釋3線和4線交換。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)基因轉(zhuǎn)變GeneconversionP132目前十九頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)單倍體菌絲A單倍體菌絲B二倍體合子目前二十頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)基因轉(zhuǎn)變（Geneconversion）：將真菌中不規(guī)則分離現(xiàn)象解釋為減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，一個(gè)基因使相對(duì)位置上的基因發(fā)生相應(yīng)的變化所致，因而稱為基因轉(zhuǎn)變。目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)HybridDNAmodel目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)branchmigrationofHollidaystructure

目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)EMofaHollidayJunctionw/afewmeltedbasepairsaroundjunction目前三十頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)TheMeselson-RaddingModelSincetheHollidaymodelproposestwosimultaneoussinglestrandnickstostarteverythingoff,anothermodelwasproposedbyCharlesRaddingandMatthewMeselson.Inthismodel,onlyonestrandinvasionisrequired.目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)雙鏈斷裂起始重組模型（P129）在酵母系統(tǒng)的重組研究中，發(fā)現(xiàn)載體DNA雙鏈斷裂可大大提高同源重組的效率。目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)TherecBCDPathwayofHomologousRecombination

PartI:NickingandExchanging細(xì)菌同源重組機(jī)制目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)RecBCD:AcomplexenzymeRecBCDhas:Endonucleasesubunits(recBC)thatcut oneDNAstrandclosetoChisequence.DNAhelicaseactivity(recDsubunit)andDNA-dependentATPaseactivityunwindsDNAtogenerateSSregionsActivity2and3linked

目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)recBCDPathwayofHomologousRecombination

PartI:NickingandExchangingAnickiscreatedinonestrandbyrecBCDataChi sequence(GCTGGTGG),foundevery5000bp.UnwindingofDNAcontainingChisequenceby recBCDallowsbindingofSSBandrecA.

recApromotesstrandinvasionintohomologous DNA,displacingonestrand.Thedisplacedstrandbase-pairswiththesingle strandleftbehindontheotherchromosome.Thedisplacedandnowpairedstrandisnicked (byrecBCD?)tocompletestrandexchange.

目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)recBCDPathwayofHomologousRecombination

PartII:BranchMigrationandResolution目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)recBCDPathwayofHomologousRec.

PartII:BranchMigrationandResolutionNicksaresealedHollidayJunctionBranchmigration(ruvA+ruvB)ResolutionofHollidayJunction(ruvC)目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)細(xì)菌同源重組的分子機(jī)制（1）RecBCD識(shí)別chi序列引發(fā)重組；（2）RecA催化單鏈同化；（3）Ruv系統(tǒng)解離Holliday連接點(diǎn)。目前三十九頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)轉(zhuǎn)座子1951年McClintock提出轉(zhuǎn)座（Transposition）和跳躍基因(jumpinggene)的概念

1967年Shapiro才在E.coli中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座因子（transposableelement）目前四十頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)McClintock目前四十一頁(yè)\總數(shù)四十四頁(yè)\編于十八點(diǎn)轉(zhuǎn)座子一段DNA序列可以從原位上單獨(dú)復(fù)制或斷裂下來，環(huán)化后插入