位点专一重组

互联网2013-11-15

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λ噬菌体 DNA 的整合和切离是典型的位点专一重组。λ噬菌体感染大肠杆菌后，或是进入裂解生长，或是进入溶原生长。当噬菌体裂解宿主细胞的功能受到抑制，噬菌体 DNA 整合进宿主染色体并随宿主染色体而进行复制，或作为一个独立的附加体 ( 如 P22) 。这称为溶原性 (lysogeny) ，这类噬菌体称为溶原性噬菌体 (lysogenic phage) 。当噬菌体进入宿主细菌后以一种失控状态进行复制，宿主染色体被降解作为噬菌体 DNA 合成的原料，宿主的蛋白质合成机构也被接管去制备成熟噬菌体颗粒的组成成分，组装成许多病毒颗粒，最后宿主细胞裂解而释放出来，这是裂解反应。

溶原状态同裂解状态是可以转换的。当λ噬菌体 DNA 整合在宿主基因组中，则进入溶原状态；当噬菌体 DNA 从宿主基因组中切离下来，则转入裂解状态。这种整合和切离。都是通过 },DNA 和细菌 DNA 特定的附着位点之间的重组来实现的。大肠杆菌 DNA 上的 att(attach) 位点记为 att λ或 attB ，长度为 23 bp ，分 B 、 O 和 B ’三个部分。久 DNA 上的 att 位点记为 attP ，长度为 240 bp ，分 P 、 O 和 P ’三个部分。λ DNA 的整合和切离都发生在 attB 和 attP 的各自 O 序列中，因此 O 序列称为核心序列，全长 15 bp ，核心序列两侧的序列对重组也是起作用的。如以核心序列为中心碱基记为零，则一侧 P 的必需长度为 160 bp ，另一侧的 P ’的必需长度为 80 bp ，所以 attP 的必需长度为 240 bp 。相对而言， attB 的必需长度短得多，零点一侧的 B 为 11 bp ，另一侧的 B ，也是 11 bp ，所以 attB 仅 23 bp 。

attB 和 attP 中的 B 、 B ’和 P 、 P ’的序列各不相同，只有 O 序列是完全相同的。所以这里是位点专一重组发生的位置。λ DNA 整合过程中既没有 DNA 的降解，也没有 DNA 的合成，只是 attP 和 attB 两个位点结合后，在一种 DNA 结合蛋白质 Int 的拓扑异构酶的活性催化下，使两个 DNA 分子的各一条单链断裂，在一瞬间旋转后仍在 Int 作用下连接成半交叉，形成重组中间体即 Holliday 结构，接着另外两条单链通过同样的过程断裂重接，从而完成了重组。