位點專一性重組

位點專一性重組,這類重組在原核生物中最為典型。這種重組依賴小範圍的同源序列的聯會,重組也只限於在這一小範圍內,其重組事件也只涉及特定位置的短同源區或是特定點鹼基序列之間。位點特異性重組是遺傳重組的一類。這類重組依賴於小範圍同源序列的聯會,重組也只發生在同源的短序列的範圍之內,需要位點特異性的蛋白質分子參與催化,重組的蛋白不是rec 系統而是int 等,如噬菌體l 的定點插入。重組時發生精確的切割、連線反應,DNA不失去、不合成。

位點專一性重組,這類重組在原核生物中最為典型。這種重組依賴小範圍的同源序列的聯會,重組也只限於在這一小範圍內,其重組事件也只涉及特定位置的短同源區或是特定點鹼基序列之間。重組時發生精確的切割,連線反應,DNA不失去不合成。倆個DNA分子並不交換對等的部分,有時是一個DNA分子整合到另一個DNA分子中,因此將這種重組又稱為整合式重組。
在專一酶作用下,在DNA特定位點上發生斷裂和重接,從而產生精確的DNA重排的DNA重組方式。特點是1.要專一識別位點,交換的為短同源片段2.需要專一酶的識別,結合;3.參與該過程的酶的表達被細胞調節過程引發。
意義:發生在DNA特殊序列對之間,是噬菌體進入宿主細胞後整合到宿主DNA上的重組形式。
位點專一性重組的機制:
當噬菌體侵入大腸桿菌細胞後,λ噬菌體DNA有兩種存在型式:裂解狀態和溶源狀態。在裂解狀態下,噬菌體DNA在被感染的細菌中以獨立的環形分子結構存在;在溶源狀態下,噬菌體DNA則整合到宿主基因組中,成為細菌染色體的一部分(稱為原噬菌體,prophage)。為了進入溶源狀態,游離的λ噬菌體 DNA必須整合(integrate)到細菌DNA中去;而為了從溶源狀態向裂解狀態轉化,原噬菌體DNA則必須從細菌染色體DNA上切除(excise)。這兩種類型間的轉換即整合和切離,都是通過λ噬菌體 DNA和細菌DNA之間的位點專一性重組實現的,這些特定位點叫做附著點(attachment site,att)。細菌染色體上的附著點被稱為attB,其長度大約為25 bp,它位於bio和gal基因之間,分為B、O、B'3個序列組分。l噬菌體的附著位點稱為attP,由P、O和P'三個序列組成,長度為240bp。AttB和attP中兩側的B、B'和P、P'稱為臂,其序列結構各不相同,但兩者的O序列則完全一致,由15 bp組成,λ噬菌體 DNA的整合和切離都發生在這一序列中,因此O序列也稱為核心序列(core sequence)。原噬菌體位於這兩個新的att位點之間,原噬菌體左邊的位點是attL,由序列BOP'組成,右邊的是attR,由序列POB'組成。
上述位點的差異說明,整合和切除反應所需要的序列對是不同的:整合要求識別attP和attB,但切除要求對attL和attR進行識別。因此位點特異性重組的方向性特徵是由重組位點的特徵所控制的。雖然重組過程是可逆的,但每一方向的反應條件並不相同。這是噬菌體生命過程中的一個重要特徵,因為這種方式可保證整合的過程並不會被切除過程所立即逆轉,反之亦然。
DNA的整合反應涉及到attB和attP的核心序列(O序列)中鏈的割裂與重接。首先在attP和attB位點上產生同樣的交錯切口,形成了5'-OH和3'-P的末端,交錯切口的5'單鏈區長7個鹼基。attB和attP兩個核心區的斷裂完全相同,同位素標記試驗證明,連線過程不需要任何新的DNA合成。在整合反應中,attB和attP兩個位點結合 後,Int蛋白具拓撲異構酶I的活性,使兩個DNA分子的每一個單鏈斷裂,在一瞬間鏇轉以後仍然在Int作用下連線成半交叉,形成重組中間體,即Holliday結構。接著另外兩個單鏈通過相同的過程斷裂重接,這樣便完成了整合過程。

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