位点特异性重组的基因的表达调控

发布网友发布时间：2022-05-09 05:32

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热心网友时间：2024-01-28 16:39

如果一个DNA分子上两个特异位点之间发生重组，其后果有两种可能性：两个位点之间的节段或被丢失，或被颠倒。有些生物能够利用这种重组倒置来控制基因的表达。因为DNA的一正一倒两种排列法可以相应地表达两种不同的蛋白质，细胞就可根据需要作出选择。奇怪的是，利用这种机制所调节的蛋白质往往都位于生物的体表。例如噬菌体Mu的尾蛋白即由其可倒置的DNA节段gin所控制。最著名的例子是沙门氏菌（如鼠伤寒沙门氏菌，Salmonellatyphimurium）的鞭毛抗原。而锥虫（trypanosomes）的表面抗原更是千变万化，用以逃脱宿主免疫系统的攻击，这也是通过一系列DNA重排达到的，其复杂程度有点类似于抗体基因的结构。沙门氏菌的位相是由于它的两种鞭毛蛋白质H1和H2的交迭表达。在某一时期，菌体表达其中的一种，但从不两种均表达。H2基因的启动子位于此基因近旁的一个970bp长的DNA节段（称为hin基因）上，在启动子两端各有一个14bp的反向重复序列（IRL和IRR）。当两个反向位点之间进行重组交叉时，位点之间的节段将被颠倒。
这两个14bp的反向重复即可用作为核心序列进行位点特异性重组。当此970bp节段朝向某一方向时，启动子即在H2基因的旁边，故H2基因即被转录。同时，邻近一编码阻抑蛋白的基因亦被转录，产生的阻抑蛋白可抑制远方H1基因的表达。因而结果是H2表达而H1不表达。相反，如此970bp节段朝向另一方向，H2基因即不被表达，因为没有了启动子。但同时H1的阻抑蛋白也不再表达，故H1遂得以表达。这个hin基因编码的蛋白质称为Hin酶，此酶就是用以催化倒置（位点特异性重组）的。有人认为，当细胞的生长受到阻碍时，Hin酶的表达就会增高，以便更换一种新的表面抗原。
噬菌体Mu中的类似系统位于其基因组的右端，这个可倒置的G节段长约3kb，在不同的MuDNA中有不同的方向。当噬菌体生长在E.coliK12中的，感染是溶菌体的。此时G节段的方向称为G（+）。在节段前方的gin基因对G节段的反向反应是必须的。在噬菌体P1中也有一个类似的cin基因，对其C节段的反向反应是必须的。G节段中的基因编码噬菌体吸附在菌细胞表面上所必须的蛋白质。而G节段的方面控制着这些基因的表达。