1、關(guān)于基因結(jié)構(gòu)和重組第1頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四一、一基因一酶學(xué)說(shuō) 1941 Beadle & Tatum 提出： “ one gene one enzyme” hypothesis第2頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四 SupplementsMutant strain Nothing Ornithine Citrulline Arginino- Arginine Growth response if nutrient is added to minimal medium succinate Wildtype Arg+ + + + + + Arg

2、-E- - + + + + Arg-F- - - + + + Arg-G- - - - + + Arg-H- - - - - + Neurospora crassa粗糙鏈孢霉鳥(niǎo)氨酸 瓜氨酸 精氨酸琥珀酸 精氨酸第3頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四乙酰鳥(niǎo)氨酸酶乙酰鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸鳥(niǎo)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eurospora crassa第4頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四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,

3、4二羥苯丙氨酸延胡索酰乙酰乙酸延胡酸乙酰乙酸第5頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四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第6頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四腦損害白內(nèi)障黃疸肝臟腫大腎損害第7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四半乳糖激酶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 第8頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四one gene one polypeptide t

4、heory第9頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四Gene Structure gene recombinationand第10頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四cis - trans test and cistron第11頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四Aspergillus nidulans曲霉菌heterokaryon異核體diploid conidia二倍體分生孢子ad 16+ad 8ad 16+ad 8ad 16+ad 16ad 8ad 8+ad 16ad 16ad 8ad 8突變型野生型野生型突變型第12頁(yè)，共48頁(yè)，20

5、22年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四ad 16+ad 16+ad 8ad 8transciscis-trans effectcistron有缺陷有缺陷有缺陷正常野生型突變型第13頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四complementation test第14頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四 B K() + - + +r IIr II+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()，重組子第15頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四Benzer

6、r II : r II A and rII B ( two cistrons )互補(bǔ)m1 m2 + +m1 + + m2 m1 m2 + +m1 + m2順式反式順式反式同一順?lè)醋硬煌樂(lè)醋右吧屯蛔冃鸵吧鸵吧蚠無(wú)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。第16頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四(一) 重組機(jī)制 1、交叉理論（chiasmatatype hypothesis） 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(shuō)（copy choice ） Belling J.首先提出的

7、，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(shuō)第17頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第18頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四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(wèn)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。第19頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四基因轉(zhuǎn)變Gene conversionP132第20頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四單倍體菌絲 A

8、單倍體菌絲 B二倍體合子第21頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第22頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第23頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第24頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四基因轉(zhuǎn)變（Gene conversion）：將真菌中不規(guī)則分離現(xiàn)象解釋為減數(shù)分裂過(guò)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(chēng)為基因轉(zhuǎn)變。 第25頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第26頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第27頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6

9、點(diǎn)4分，星期四Hybrid DNA model第28頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第29頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四branch migration of Holliday structure 第30頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四EM of a Holliday Junction w/a few melted base pairs around junction第31頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四The Meselson-Radding ModelSince the Holliday model

10、proposes two simultaneous single strand nicks to start everything off, another model was proposed by Charles Radding and Matthew Meselson . In this model, only one strand invasion is required. 第32頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四第33頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四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

11、組的效率。 第34頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四The recBCD Pathway of Homologous Recombination Part I: Nicking and Exchanging細(xì)菌同源重組機(jī)制第35頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四RecBCD : A complex enzymeRecBCD has:Endonuclease subunits (recBC) that cut one DNA strand close to Chi sequence.DNA helicase activity (recD subunit)

12、andDNA-dependent ATPase activityunwinds DNA to generate SS regionsActivity 2 and 3 linked 第36頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四recBCD Pathway of Homologous Recombination Part I: Nicking and ExchangingA nick is created in one strand by recBCD at a Chi sequence (GCTGGTGG), found every 5000 bp.Unwinding of DN

13、A containing Chi sequence by recBCD allows binding of SSB and recA. recA promotes strand invasion into homologous DNA, displacing one strand.The displaced strand base-pairs with the single strand left behind on the other chromosome.The displaced and now paired strand is nicked (by recBCD?) to comple

14、te strand exchange. 第37頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四recBCD Pathway of Homologous RecombinationPart II: Branch Migration and Resolution第38頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四recBCD Pathway of Homologous Rec. Part II: Branch Migration and ResolutionNicks are sealed Holliday JunctionBranch migration (ruvA + ruvB)

15、 Resolution of Holliday Junction (ruvC)第39頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四細(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)。第40頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四轉(zhuǎn)座子1951年McClintock提出轉(zhuǎn)座（Transposition）和跳躍基因(jumping gene)的概念 1967年Shapiro才在E.coli中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座因子（transposable element） 第41頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，

16、6點(diǎn)4分，星期四McClintock第42頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四轉(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(lái)，環(huán)化后插入另一位點(diǎn)，并對(duì)其后的基因起調(diào)控作用，此過(guò)程稱(chēng)轉(zhuǎn)座，這段序列稱(chēng)為跳躍基因或轉(zhuǎn)座子。 第43頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四原核轉(zhuǎn)座因子的類(lèi)型1、插入序列(IS)（兩端有略長(zhǎng)的IR和短的DR）2、類(lèi)插入序列（IS-like elements） 3、復(fù)合轉(zhuǎn)座子（兩端組件為IS和類(lèi)IS） 4、TnA家族（兩端具有IR而不是IS ） 注：IR，反向重復(fù)序列；DR，正向重復(fù)序列。第44頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四每種IS元件具有不同序列，但有共同的組織形式插入序列IS1的結(jié)構(gòu)第45頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)4分，星期四Tn1681大腸桿菌熱穩(wěn)定毒素I 基因