基因日籤【20210207】適合於實驗系統的重組途徑(內含第15章同源重組與位點專一性重組小結)

DNA的雙鏈斷裂會引發重組。斷裂點先擴大為一個含單鏈末端的缺口，然後，游離單鏈末端與等位基因序列形成異源雙鏈體。校正事件可發生在異源雙鏈體DNA錯配的位點。發生斷裂的DNA實際上摻入了它所入侵的染色體序列，因此起始DNA被稱為受體。重組熱點是指雙鏈斷裂起始的位點。基因轉換的頻率梯度由一段接近游離末端的序列轉換為單鏈的可能性所決定；離斷裂位點越遠，梯度越下降。在缺口修復後，如果攻擊鏈不參與重組中間體，而與斷裂的另一末端退火，那麼就只發生了基因轉換，這成為SDSA模型。如果斷裂末端被重組中間體獲得，就可形成兩個Holliday連接體，如果它們能在合適的方向解開，那麼Holliday連接體的解開就可形成交換產物。由DSB啟動的重組經過加工過程可獲得兩個Holliday連接體的解開就可形成交換產物。由DSB啟動的重組經過加工過程可獲得兩個Holliday連接體，這稱為雙鏈斷裂修復（DABR）模型。

酵母中Spol 1蛋白能引發重組，它是一種類拓撲異構酶，可以結合到DNA的游離5『端。然後，DSB經過加工產生單鏈DNA，單鏈DNA可以與其他染色體中的互補片段退火。酵母中阻斷聯會複合體形成的突變體表明，重組對於聯會複合體的形成是必需的。

大腸桿菌的Rec蛋白和Ruv蛋白可執行整套重組所需的反應。參與位點專一性重組的酶具有拓撲異構酶的相關行為。在一般重組酶類中，那些與噬菌體整合有關的酶形成整合酶亞類。Cre/lox系統用兩個分子的Cre蛋白與每一個lox位點結合，所以重組複合體是一個四聚體，這是將DNA插入其他基因組的標準系統之一。釀酒酵母既能以單倍體形式繁殖，也能以二倍體形式繁殖。

置換是受到調節的，這樣HMLα的部分序列取代MAT的a序列，或者HMRa所攜帶序列取代MAT的α序列。通過識別獨特的MAT處的靶位點，HO內切核酸酶觸發了這一反應。

同源重組對於錐蟲中的抗原變異過程也是必需的，這需要通過重組將沉默VSG基因轉變到活性VSG基因表達位點，這種現象的分子機制還未完全明了，但是很清楚這不涉及NHEJ途徑或錯配修復酶。Rad51蛋白對於這一過程是必需的，這提示了同源重組的重要性。

現在已經利用重組途徑作為實驗工具以製備基因敲除體和其他重組介導的事件。兩個主要的實驗工具例子包括Cre/lox系統和FLP/FRT系統。這些工具都依賴於位點專一性重組以進行實驗系統中的靶向重組。