更新时间:2023-12-11 00:51
位点专一性重组,这类重组在原核生物中最为典型。这种重组依赖小范围的同源序列的联会,重组也只限于在这一小范围内,其重组事件也只涉及特定位置的短同源区或是特定点碱基序列之间。重组时发生精确的切割,连接反应,DNA不失去不合成。两个DNA分子并不交换对等的部分,有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中,因此将这种重组又称为整合式重组。
在专一酶作用下,在DNA特定位点上发生断裂和重接,从而产生精确的DNA重排的DNA重组方式。特点是1.要专一识别位点,交换的为短同源片段2.需要专一酶的识别,结合;3.参与该过程的酶的表达被细胞调节过程引发。
意义:发生在DNA特殊序列对之间,是噬菌体进入宿主细胞后整合到宿主DNA上的重组形式。
当噬菌体侵入大肠杆菌细胞后,λ噬菌体DNA有两种存在型式:裂解状态和溶源状态。在裂解状态下,噬菌体DNA在被感染的细菌中以独立的环形分子结构存在;在溶源状态下,噬菌体DNA则整合到宿主基因组中,成为细菌染色体的一部分(称为原噬菌体,prophage)。为了进入溶源状态,游离的λ噬菌体 DNA必须整合(integrate)到细菌DNA中去;而为了从溶源状态向裂解状态转化,原噬菌体DNA则必须从细菌染色体DNA上切除(excise)。这两种类型间的转换即整合和切离,都是通过λ噬菌体 DNA和细菌DNA之间的位点专一性重组实现的,这些特定位点叫做附着点(attachment site,att)。细菌染色体上的附着点被称为attB,其长度大约为25 bp,它位于bio和gal基因之间,分为B、O、B'3个序列组分。l噬菌体的附着位点称为attP,由P、O和P'三个序列组成,长度为240bp。AttB和attP中两侧的B、B'和P、P'称为臂,其序列结构各不相同,但两者的O序列则完全一致,由15 bp组成,λ噬菌体 DNA的整合和切离都发生在这一序列中,因此O序列也称为核心序列(core sequence)。原噬菌体位于这两个新的att位点之间,原噬菌体左边的位点是attL,由序列BOP'组成,右边的是attR,由序列POB'组成。
上述位点的差异说明,整合和切除反应所需要的序列对是不同的:整合要求识别attP和attB,但切除要求对attL和attR进行识别。因此位点特异性重组的方向性特征是由重组位点的特征所控制的。虽然重组过程是可逆的,但每一方向的反应条件并不相同。这是噬菌体生命过程中的一个重要特征,因为这种方式可保证整合的过程并不会被切除过程所立即逆转,反之亦然。
DNA的整合反应涉及到attB和attP的核心序列(O序列)中链的割裂与重接。首先在attP和attB位点上产生同样的交错切口,形成了5'-OH和3'-P的末端,交错切口的5'单链区长7个碱基。attB和attP两个核心区的断裂完全相同,同位素标记试验证明,连接过程不需要任何新的DNA合成。在整合反应中,attB和attP两个位点结合 后,Int蛋白具拓扑异构酶I的活性,使两个DNA分子的每一个单链断裂,在一瞬间旋转以后仍然在Int作用下连接成半交叉,形成重组中间体,即Holliday结构。接着另外两个单链通过相同的过程断裂重接,这样便完成了整合过程。