分子生物学讲义 中山大学

重组与转座（recombination and transposition）

1. 重组的类型

同源重组（homologous recombination）

位点专一重组（site-specific recombination）

转座（transposition），又称异常重组（illegitimate recombination

2. 同源重组

（1）同源重组的形式

常发生在同源染色体之间（分子间重组），也可发生在同一DNA分子内（分子内重组）

2）Holliday 模型

说明同源重组的一个经典模型，基于重组过程中有十字形的中间产物

（3）RecBCD重组途径

存于E. coli中，需要RecBCD蛋白（RecBCD protein，recB、recC、recD基因的产物）的参与

RecA

38 kD 的蛋白质，具多种功能，其中一种就是在重组中促进同源DNA单链的交换（主要是一单链与一双链中的同源单链交换）；交换过程需ATP

RecBCD

一种具多功能的酶

依赖于DNA的ATPase（水解ATP，为DNA的解螺旋提供能量）

DNA nuclease，可作用于单链或双链DNA，切割χ位点（GCTGGTGG）χ (chi): crossover hotspot instigator DNA helicase活性

RecBCD的切点与底物（序列）有关，可在χ位点3‘端4 ~ 6 nt

RuvA和RuvB

两者均具DNA helicase活性（RuvB还有ATPase活性），且两者一起才能与DNA很好地结合（RuvA先结合，然后RuvB才能结合）

它们专门与Holliday junction这样一种结构结合，促使branch migration发生

RuvA和RuvB与Holliday junction的结合位置十分特异

RuvC

解开Holliday junction所需的一种核酸酶，能特异地与Holliday junction结合，并在特异位点切开Holliday junction

RuvC是二聚体，有2个活性位点，因此能切开Holliday junction中的两条链

切割位点必须有特异的序列，因此，必须通过branch migration到达特异序列后， RuvC才能起作用（Holliday junction两种解开方式的相对多寡取决于两对同源单链上所具有的RuvC切割位点的相对多寡）

（4）减数分裂重组（meiotic recombination）

真核生物中常见的重组，与细菌中的重组有不少相似之处，但在起始的步骤有较大的差异（有DNA双链断裂，double-stranded DNA break）

（5）基因转换（gene conversion）

多见于真核生物

当两相似的序列（等位基因、非等位基因均可）靠在一起时，就有可能发生基因转换，即一DNA序列转换成另一相似的序列

基因转换的机制是基于重组，即先交换一段DNA序列，然后进行修复，就会使某一序列的比例增加

3. 位点专一重组

（1） 噬菌体的整合与切除

噬菌体整合到宿主基因组需整合酶（Int， 的int基因编码）及宿主蛋白IHF，并通过同源区域attP（ ）与attB（宿主）的重组而达成

噬菌体从宿主基因组切除需整合酶（Int）、Xis（ 的xis基因编码）及IHF，是整合的逆过程

附着（整合）位点（att sites）

attP与attB只在它们的中间区域有一小段同源序列（15 bp，称为O）；attP的必需序列从–152到+82（以O的中点为0），而attB只需25 bp左右的序列（包括中间的O）