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holliday模型

发布时间:2023-09-14 18:46:07

Robin Holliday(1964)提出的Holliday模型,是第一个被广泛接受的重组模型,它是通过要发生重组的2个DNA分子的2条单链在同一部位断裂,断裂的游离末端彼此交换形成异源双链,然后2条杂合单链彼此连接形成Holliday连接体。Holliday连接体一旦形成就能进行重排,从而改变链的彼此关系,形成不同的构象,构象决定了在Holliday连接体拆分时是否发生重组。Holliday连接体是所有重组模型的核心。

holliday模型介绍

Robin Holliday(1964)提出的Holliday模型,是第一个被广泛接受的重组模型,它是通过要发生重组的2个DNA分子的2条单链在同一部位断裂,断裂的游离末端彼此交换形成异源双链,然后2条杂合单链彼此连接形成Holliday连接体。Holliday连接体一旦形成就能进行重排,从而改变链的彼此关系,形成不同的构象,构象决定了在Holliday连接体拆分时是否发生重组。Holliday连接体是所有重组模型的核心。

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holliday模型模型介绍

早在1930年Winkler把真菌中不规则分离现象解释为减数分裂过程中同源染色体联会时,一个基因使相对位置上的基因发生相应的变化所致,因而称基因转变(conversion)。Lindegren,C.C(1949)报道了有规律的异离常分离现象:在酵母(S.cerevisiae)不同交配型A×a的杂交中,有些子囊所含的孢子为(3A+1a),而不是预期的(2A+2a)。他把这一现象也称为基因转变。直到50年代中期基因转变这一现象才得到进一步的认识。当时Mitchell,M.B等将不同的B6突变型链孢霉进行杂交,结果在子囊中拟等位基因pdx以正常的4:4分离,而与其紧密连锁的拟等位基因pdxp却出现了6:2的异常分离。表明异常分离不是由于整个染色体的异常行为,而是由于特定位点的“基因转变”所致,即属于基因内重组。

Olive,E1-Ani和Kitani等在粪壳菌(Sodariafimicola)中也发现了异常分离。在野生型g+(子囊孢子为黑色)和g-(子囊孢子为灰色)杂交中,观察了20万个子囊,其中大部分为4:4的正常分离,少数为异常分离:0.06%为5:3分离;0.05%为6:2分离,0.008%为异常的4:4分离。如果染色体中每一条双链都是纯合的互补的活,减数分裂离生的四个子囊绝子再经一次有分裂产生的8个子囊亲不论是否发生重组都应当相同的基因型成对排列,所出现的“+++—+———”以及“+++++———”一定是有异源双链的存在。这种异常分离是有丝分裂的产物,故称为减数后分离(postmeioticsegreation)。这些资料另一显著特点是异常分离的子囊中约有30%的子囊在g位点的两侧标记之间发生了交换。其中52例中有48例既有A位点的重组,又有g位点的基因转变,表明基因的转变的重组有着密切的关系。

基因的转变是基因内部不同位点之间的重组,不同位点可以单独发生转变,也可同时发生转变,同时发的基因转变称为共转变(coconversion)。基因的转变常涉及1kb的范围,更长的距离为基因间的重组。当两个突变位点距离越近,共转变的频率越高,距离较远时常发生单个突变位点的转变。同一基因内部的各个突变位点的转变频率常从基因的一端向另一端逐步递减,具有这种现象的一段DNA称为极化子(polaron),一个极化子相当于一个基因(Rizet等1961)。

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解释基因转变的模型都必须解释异源双链的形成以及基因转变往往伴随着两侧基因重组这一现象。1964年美国学者RobinHolliday提出了著名的Holiday模型,很好地解释了高等的真核的重组和真菌中发现的基因转变的现象。以后其它的一些学者又在此模型的基础上提出了修改的模型,特别是Meselson-Raldding重组模型影响较大。近代Potter.H和Dressler,D.在噬菌体中的拍摄到Hollidy结构的电镜照片,为Holliday模型提供了一个有力的证据。

holliday模型模型解释

以上两种模型以解释以下的几种现象:

1)染色单体转变和半染色单体转变

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在真菌的杂交中有时会产生一些异常分离,如出现6:2或2:6的比例,看来直似乎在减数分裂中有一条整个的染色体发生转变,这一过程就称为染色单位转变(chromatidconversion);另外也有5:3或3:5的异常分离,看起来似乎是半色体发生了转变,故称为半染色体转变(half-chromatidconversion)。

以上的异常比例可以解释为在交换的过程中产生了异源的链和错配,由于不同的校正而产生了三种不同的异常比例。

(2)极化(Polarity)。

在基因中可以进行精确地制作不同突变位点的遗传图。我们可以将基因中不同位点的转变频率进行比较就不难发现基因一端的位点其转变频率高于另一端,即转变的频率沿着基因呈现出一种极性。这是由于交换产生的错配只发生在异源双链DNA这部分,而这一部分只发生在Hollidy结构的断裂和分枝点之间,离断裂点越远的基因座位离分枝点可能越远,而不在异源双链的部分。在分枝点解离时,外侧区域仍然形成问题源双链。

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