突变、DNA修复与重组
位点特异性重组(site-specific recombination)
同源重组需要长长的匹配序列,并且几乎能在它们对齐的任何地方发生。位点特异性重组在精神上恰恰相反:它是一种受控的切割与重接,只发生在由专门的酶所识别的、短而确定的DNA序列处。它不太像一般的修复过程,更像是在基因组中两个精确「地址」之间进行的可编程拼接。
一种专门的酶,即位点特异性重组酶,识别某一段特定的短序列——它的识别位点——无论它出现在何处;该酶结合两个这样的位点,在二者处都干净地切断DNA骨架,交换断端,再重新封合,全程不丢失也不增加哪怕一个碱基。结局取决于两个位点的排列方式:同一分子上方向一致的位点会使二者之间的DNA环出并被删除,方向相反的位点会使那段序列翻转(倒位),而位于两个独立DNA分子上的位点则使它们融合。经典的Cre-lox和FLP-FRT系统正是这样工作的。
细胞和病毒把它用于要求精确的工作。λ噬菌体通过位点特异性重组,把自己的基因组整齐地整合进宿主染色体上一个选定的位点;一些细菌则把一段DNA来回翻转,以开启或关闭某些基因。同一套机器也已成为实验室的主力:通过在一个基因周围放置识别位点,研究者可以在选定的组织、选定的时间删除、倒置或激活它——这是普通重组无法提供的、对基因组的外科手术般的控制。
在Cre-lox系统中,Cre重组酶找到两个短的loxP位点。若二者方向相同,Cre便把它们之间的DNA环出并删除;若二者方向相反,则把那段DNA翻转过来。
两个确定的地址、一种专门的酶,以及一次不丢碱基的精确交换。
位点特异性重组与CRISPR基因组编辑不同。重组酶只在它自己固定的识别序列处发挥作用;它无法像可编程核酸酶那样被瞄准任意目标。
又称
另见