1、同源重組的分子機制一、斷裂重接模型(breakage joining model )C. D. Darlington 1936年提出。在同源染色體聯會時，由于染色體的纏繞而產生張力，兩個相對染色單體在同一位置斷裂,然后彼此和另一染色單體重新連接起來從而形成重組并消除這種張力。、基因轉換現象Olive等廣泛研究糞生糞殼菌g座位，g-決定子囊抱子灰色，g+決定子囊抱子的黑色，在g X g的雜交中，他們分析了20萬子囊，發現0.06%是5 : 3分離，0.05%是6 : 2分離，0.008 %是3 ： 1 ： 1 ： 3(或異常4 ： 4)分離。圖示.(1)一個抱子中的兩個抱子有著不同的基因型(2)

2、分離比例不是4 ： 4。(3)鄰近的基因回00C000CA/a都呈現正常分離。斷裂重接模型則無法解釋異常現象。1930年，德國遺傳學家H.溫克勒把這種不規則分離現象解釋為減數分裂過程中同源染色體聯會時一個基因使相對位置上基因發生相應的變化所致,基因轉換為另一等位基因，所以稱為 基因轉換(gene conversion )網+I +1+pdxp以后由于發現一個基因發生基因轉變時，它兩旁的基因常同時發生重組：在5 : 3和6 : 2分離的子囊中，大約有30%也在g座位的這邊或那邊發生重組；有基因轉換的子囊中，基因轉換和遺傳重組都發生在同樣兩個單體的子囊比例竟高達90%所以認為基因轉變是某種形式的染

3、色體交換的結果。因此，基因轉變的研究，實質上也是 染色體交換機制的研究。粗糙脈泡菌中+pdxpX pdx +雜交抱子對子囊型1234第對+ P&Ppdz + +pdx +第二對+ +pdx + pdxp+ pcbp第三對+ pdxp+ +pdx + +第四對pdx + ptiippdx +pdx +因而稱就基因轉變。好象是由于一個pdx毗哆醇pH不敏感pdxp-Plt哆醇pH敏感、同源重組的Holliday模型AT禪CB圖的H瀾idq模壅(圖中只能示4條染色單悚中的河藻單作的段便仍A分于.DNA分子的中夷基因EKIG-C.A-T衰示-AB.M囊示旁云記基因)TF內切竊開鼻鐐g亳GTAA

4、1964年，R. Holliday提出了重組的雜合DNA模型(hybrid DNA mode)，并作修正。圖示.過程:在3 ： 1 ： 1 ： 3的子囊中，減數分裂的4個廣物中，兩個廣物的一半出現基因轉換，所以是半染色單體轉換，分離一定發生在減數分裂后的有絲分裂中，所以叫做減數后分離A.同源的非姊妹染色體的DNA配對。B-C.同源非姊妹染色單體DNA中兩個方向相同的單鏈在DNA內切酶的作用下，在相同位置上同時切開D.切開單鏈交換重接,形成交聯橋結構(cross-bridged structureE.交聯橋的位置可以靠拉鏈式活動，沿著配對DNA分子“傳播”一橋遷(Bridgemigration)

5、，其中互補堿基間形成的氫鍵從一條鏈改變另一條鏈。于是在兩個親本DNA分子間造成一段異源雙鏈 DNADNA。這種結構又稱為HollidayHolliday structurestructure。F-H.繞交聯橋旋轉，形成 HollidayHolliday 結構的異構體。I-J.通過兩種方式切斷DNA單鏈以消除交聯橋，恢復兩個線形DNA分子。K.進行DNA修補合成。I-K.如果是左右切斷，出現中間包含雜合雙鏈的兩旁基因是非重組(AB. ab)的雙鏈DNA分子；如果上下切斷，將出現中間包含雜合雙鏈并且兩旁基因發生重組(Ab, aB)的雙鏈DNA不管Holliday結構怎樣產生，是否導致兩側遺傳標記重

6、組，它們都含有一個異源雙鏈DNA區四、基因轉變及其分子機制1.兩個雜種分子都未校正，子囊抱子分離為3 ： 1 ： 1 ： 32.一個雜種分子校正為+,子囊抱子出現5 : 3分離在5 : 3的子囊中，減數分裂的4個產物中，有一個產物的一半出現基因轉換，所以是半染 色單體轉換，分離一定發生在減數分裂后的有絲分裂中，所以叫做減數后分離。3.兩個雜種分子都校正到+ （或-）子囊抱子出現6 : 2分離，如果校正相反，子囊抱子分離正常。在6 : 2（或2 : 6）子囊，減數分裂的4個產物中，有一個產物發生基因轉換，所以是染色單體的轉換。兩種校正方式：不配對的堿基對由核酸外切酶切除，新合成的互補短鏈在連接酶

7、的作用下 連接上去。由于切除的不配對區段的不同，校正后或出現野生型或出現突變型。半染色單體轉變染色單體轉變五、環狀DN的子的重組1.重組過程圖示.*-體在. 尊體在管處 U2 或 3.4*2*WffK3H造成翩辱切點圖8-3環狀DN A分子真垠過程首先兩個環狀DNA分子在任意兩個同源區域之間配對、斷裂、重接，形成8字形的中間物。8字形結構的切斷也有不同方式：如在2和4對應鏈切斷就產生兩個親本環狀DNA分子，每個含有一段異源雙鏈區；如在1和3對應鏈切斷則形成一個由兩個親本DNA分子首尾共價連接而成大的染色單體轉變單體環，單體環又可在任何同源區之間發生重組；如1和2或3和4切斷，則產生滾環結構。2

8、 . Chi結構的出現直接證明了細胞內重組過程中異源雙鏈體的存在。圖8-4 Chi結構模式圖六、Meselson-Radding模型1、問題的提出在Holliday模型中，兩個非姊妹染色單體中央的雜合雙鏈是對稱的。如果我們考慮這兩個雜合雙鏈中一個被校正而另一個則進行減數后分離的情況，由于兩個雜種分子+/g中哪一個被校正為+應該是隨機的，所以三型子囊和四型于囊的數目應是相等的，即同樣，雜合雙鏈+/g校正為g的情況應該也是如此。換言之，第2個分子校正為+還是第3個分子校正為+的機會應相同。對于有8個子囊抱子的子囊來講，5+： 3g的情況就是連續排列的+ + + + +ggg；而四型子囊則是不連續的+g+gg排列DN倚口Holliday結構及其異構第一種方式（三型）事實上2、M-R模型從步驟5及其以后的過程中，任何時間兩個重疊單鏈斷裂時，這個“過程”便會終止。這事件發生得愈早， 則會出現眾多的三型子囊，因為分支遷移將形成四型子囊。也由于異構化難于實現，因此四型子囊必然少于三型兩個末端連捂(4)泡切陳loop clfiawag已分支遷移(。昇構化isotnerizaticn(1)切新單蕙nicking(7)分支遷移branch migratiofi旌同優和碎舞吸收stratid assimilationb兩個