自然界的基因转移和重组.ppt

第十四章第十四章基因重组和基因工程基因重组和基因工程Genetic Recombination and Genetic Engineering第一节第一节自然界的自然界的基因转移和重组基因转移和重组自然界的基因转移和重组是基因变自然界的基因转移和重组是基因变异和物种进化的基础。也在繁殖、病毒异和物种进化的基础。也在繁殖、病毒感染、基因表达以及癌基因激活等过程感染、基因表达以及癌基因激活等过程中起重要的作用。中起重要的作用。人们正是对自然界基因转移和重组人们正是对自然界基因转移和重组的认识，才发展起的认识，才发展起DNADNA重组技术。重组技术。一、接合作用（一、接合作用（conjugation)当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。转移称为接合作用。二、转化作用（二、转化作用（transformation)通过自动获取或人为地供给外源通过自动获取或人为地供给外源DNADNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。分离DNA SH 型肺炎双球菌 RH 型肺炎双球菌三、转导作用（三、转导作用（transduction)当病毒从被感染的细胞（供体）当病毒从被感染的细胞（供体）释放出来，再次感染另一细胞（受体）释放出来，再次感染另一细胞（受体）时，发生在供体细胞与受体细胞之间时，发生在供体细胞与受体细胞之间的的DNADNA转移及基因重组。转移及基因重组。四、转座（四、转座（transposition)大多数基因在基因组内的位置是固大多数基因在基因组内的位置是固 定的，但有些基因可以从一个位置移动定的，但有些基因可以从一个位置移动 到另一位置。这些可移动的到另一位置。这些可移动的 DNADNA序列包序列包括插入序列和转座子。由插入序列和转括插入序列和转座子。由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。座子介导的基因移位或重排称为转座。（一）（一）插入序列转座插入序列转座插入序列（插入序列（insertion sequences，IS）：）：长长750 1500bp组成：组成：反向重复序列：反向重复序列：941bp，位于两侧，位于两侧转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间正向重复序列：正向重复序列：412bp，位于反向重复序列，位于反向重复序列外侧，为插入序列所特有外侧，为插入序列所特有转座酶基因插入序列转座：插入序列转座：1.1.保守性转座保守性转座从原位迁至新位从原位迁至新位2.2.复制性转座复制性转座插入序列复制后，一个复制本迁到插入序列复制后，一个复制本迁到 新位，另一个保留在原位。新位，另一个保留在原位。（二）（二）转座子转座转座子转座转座子（转座子（transposons）：）：可从一个染色体可从一个染色体位点转移到另一位点的分散重复序列。位点转移到另一位点的分散重复序列。反向重复序列反向重复序列组成组成 转座酶基因转座酶基因特殊基因：如抗生素抗性基因等特殊基因：如抗生素抗性基因等转座酶基因特殊基因五、基因重组五、基因重组 在转化、转导或转座过程中，整段在转化、转导或转座过程中，整段 DNA在细胞内、细胞间或不同物种间在细胞内、细胞间或不同物种间 进行转移，并发生进行转移，并发生DNA分子间的共价分子间的共价 连接，简称重组（连接，简称重组（recombination）。）。（一）位点特异的重组（一）位点特异的重组 由整合酶催化，在两个由整合酶催化，在两个DNA序列的序列的特异位点间发生的整合。特异位点间发生的整合。例如：例如：噬菌体的整合酶识别噬菌体噬菌体的整合酶识别噬菌体 DNA 和宿主染色体的特异靶位点，而和宿主染色体的特异靶位点，而 后发生的选择性整合。后发生的选择性整合。（二）同源重组（二）同源重组 发生在同源序列间的重组。同源发生在同源序列间的重组。同源重组不依赖特异重组不依赖特异DNA序列，而依赖序列，而依赖同源性。同源性。同源重组需要一些重组蛋白和酶。同源重组需要一些重组蛋白和酶。如如Rec A、B、C、D及及DNA连接酶等。连接酶等。Holliday中间体